Pesquisadores imprimem "implantes inteligentes" personalizados em 4D para tratar câncer de mama

Jul 03, 2023

As indicações já estão abertas para o 3D Printing Industry Awards 2023. Quem são os líderes em impressão 3D? Descubra no dia 30 de novembro, quando os vencedores das vinte categorias serão anunciados durante uma cerimônia de premiação ao vivo em Londres.

Pesquisadores da Queen's University Belfast desenvolveram implantes personalizados impressos em 4D para controlar e tratar o câncer de mama. Esta é a primeira vez que a impressão 4D é usada para produzir implantes de câncer de mama.

A impressão 4D é essencialmente a produção de objetos dinâmicos impressos em 3D a partir dos chamados “materiais inteligentes” que podem alterar as suas características e morfologia. Essas mudanças podem ser programadas e previstas com precisão e são controladas por estímulos externos, como variação de pH, temperatura, umidade, luz ou campos magnéticos.

Usando esta tecnologia, a equipe de pesquisa produziu implantes mamários multifuncionais que podem ser programados para mudar de tamanho para melhor se ajustarem à cavidade tecidual do paciente. Isso permite maior personalização e melhores resultados estéticos. Além disso, os implantes impressos em 4D também podem liberar medicamentos quimioterápicos exatamente onde são necessários, protegendo o paciente do retorno de células cancerígenas na área afetada.

“Ao fazer, pela primeira vez, estes implantes impressos em 4D, a cavidade mamária após a cirurgia pode ser coberta com um implante que imita a elasticidade da mama e proporciona um melhor manejo do câncer de mama ao liberar um medicamento quimioterápico que irá “afastar “o retorno do tumor”, comentou o professor Dimitrios Lamprou, líder do projeto e presidente de Biofabricação e Fabricação Avançada da Escola de Farmácia da Queen's University Belfast.

O artigo de pesquisa foi publicado na revista Science Direct.

Tratando o câncer de mama com impressão 4D

Sendo o segundo cancro mais comum no mundo, ocorrem mais de 2,3 milhões de casos de cancro da mama todos os anos, com cerca de 30% das pessoas afetadas morrendo da doença.

A cirurgia conservadora da mama é a principal estratégia para o tratamento do câncer de mama em estágio inicial; no entanto, a recorrência local do câncer e a perda de tecido mamário estão comumente associadas a este método de tratamento. Além disso, o uso de radioterapia e terapia sistêmica, ao mesmo tempo que aumenta as chances de sobrevivência do paciente, resulta em tratamentos mais longos e efeitos colaterais desagradáveis. A equipe da Queen's University afirma ter desenvolvido uma alternativa atraente para esses métodos.

Dada a heterogeneidade entre indivíduos e tumores, os investigadores defendem que “uma abordagem centrada no paciente é fundamental” para o tratamento do cancro da mama. É aqui que entra a produção aditiva. Os investigadores argumentam que a impressão 4D apresenta uma oportunidade para melhorar a gestão do cancro da mama através do desenvolvimento de “implantes inteligentes”.

Aproveitando a ferramenta de design CAD 3D Tinkercad e uma bioimpressora 3D Cellink Bio X, a equipe de pesquisa fabricou implantes mamários com uma mistura de sal sódico de carboximetilcelulose (CMC) e nanocristais de celulose (CNC). Os implantes também foram carregados com doxorrubicina (DOX), um medicamento quimioterápico comum, que poderia então ser administrado de forma concentrada e direcionada para reduzir a probabilidade de retorno do câncer.

“A quimioterapia desempenha um papel crucial no tratamento do cancro da mama, mas está associada a efeitos secundários graves”, explicou o Dr. Niamh Buckley, Leitor da Escola de Farmácia e responsável pela avaliação in vitro dos implantes. “O uso de tecnologia como essa, que permite a administração concentrada do medicamento exatamente onde é necessário, pode ajudar a tornar o tratamento mais eficaz e mais gentil.”

Os pesquisadores também observaram que a ressonância magnética (MRI) ou a tomografia axial computadorizada (CAT) poderiam ser usadas para personalizar o implante de acordo com as necessidades do paciente. Além disso, uma vez implantado, o “dispositivo inteligente” impresso em 4D pode se expandir para se adaptar melhor ao corpo do paciente. Esta mudança de tamanho e forma ocorre em resposta aos fluidos intersticiais do paciente (os fluidos que preenchem as lacunas entre as células), proporcionando um nível extra de personalização com base no perfil do paciente.