Alunos foram desafiados a testar as possibilidades dessa tecnologia em disciplina eletiva de manufatura biomédica para estudantes dos cursos de Engenharia

 

Tiago Cordeiro

 

A medicina e a engenharia investem pesado na bioimpressão — a fabricação de peças em impressoras 3D adaptadas aos requisitos da biologia — por motivos fáceis de compreender. A partir do momento em que for possível produzir órgãos humanos sob medida em laboratório, os avanços em transplantes serão expressivos.

No Brasil, por exemplo, são realizados todos os anos cerca de 23 mil procedimentos do gênero, segundo o Sistema Nacional de Transplantes. Outras quase 53 mil pessoas aguardam uma doação, segundo a Associação Brasileira de Transplante de Órgãos, e 2.697 perderam a vida na fila de espera ao longo de 2022.

O avanço da tecnologia até o ponto de utilização em casos reais, no entanto, esbarra em algumas dificuldades, conforme explica Joice Miagava, doutora em Engenharia de Materiais pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo e professora no Insper, onde atua nos cursos de graduação em Engenharia. “Um dos maiores desafios está no material ideal a ser utilizado. Quando a impressão é feita com células ou com outros componentes biológicos, o material não pode ser aquecido e, depois do processo de impressão, precisa sustentar sua estrutura.”

A professora Joice, que tem experiência em físico-química de materiais nanocristalinos, leciona no Insper uma disciplina eletiva de manufatura biomédica para os alunos dos cursos de graduação em Engenharia. Essa disciplina foi ministrada em conjunto com o professor Alex Bottene e com Paulo Amaral, especialistas em manufatura e biologia celular, respectivamente. “A bioengenharia é, por natureza, uma área interdisciplinar, que envolve diversas frentes da engenharia além das ciências biológicas”, explica Joice.

Ao longo do curso, no segundo semestre do ano passado, os alunos foram desafiados a imprimir estruturas em 3D que se mostrassem estáveis. Uma das estudantes, Gabriella Kowarick Zullo, se engajou tanto em seu projeto, “Bioimpressão 3D de estruturas para regeneração de tecidos”, que foi selecionada para  apresentá-lo em dezembro na feira Expo Tech Insper, o novo nome da tradicional Expo Engenharia.

Tentativa e erro

Para alcançar o ponto em que seja possível fabricar peças na bioimpressora, a qual não tem sistema de aquecimento para garantir a viabilidade celular, formando estruturas de camada em camada, é preciso encontrar o material ideal, que se mantenha fluido em temperatura ambiente. Utilizar solventes que evaporem rápido, e na quantidade adequada, é uma das estratégias para o sucesso. No caso do trabalho apresentado na Expo Tech, foi utilizado um polímero conhecido como hidrogel.

“É um processo de tentativa e erro, até alcançar a experiência suficiente para encontrar o ponto de equilíbrio”, descreve Joice. “Definir a peça a ser impressa era outra tarefa complexa: determinadas geometrias são mais difíceis de imprimir e de garantir a fidelidade da peça com o projeto. Ou então o que seria, no exercício proposto, a forma de um gorila pode se desmantelar e ganhar o visual de uma ameba.”

Todos esses desafios, unidos ao potencial que o processo apresenta, geraram o engajamento da turma. Foi quando a aluna Gabriella se destacou. “Ela mergulhou na atividade e explicou os detalhes e potenciais do processo com muita empolgação, impressionando a todos na Expo Tech”, conta Joice.

Para o futuro, as aplicações são múltiplas, diz a professora. “Atualmente, as pesquisas já permitem produzir estruturas simples, algo similar a um enxerto, que auxilia na regeneração de um tecido em uma determina região de um órgão. O avanço da manufatura aditiva está levando as pesquisas em engenharia tecidual para um outro nível. Para uma aluna de graduação, a Gabriella obteve um vasto aprendizado sobre o assunto, muito acima do esperado em um curso de Engenharia Mecatrônica.”