Cultivar tecido humano in vitro, é mais conveniente usar esqueleto de robô

As operações de transplante de órgãos sempre podem ser vistas em alguns filmes e trabalhos de televisão relacionados à medicina, e alguns tecidos podem ser regenerados usando a capacidade de reparo do próprio corpo humano. Além desse método, de fato, alguns tecidos humanos também podem ser cultivados e transplantados in vitro, mas o desenvolvimento desse campo ainda está engatinhando.

Uma das razões para o desenvolvimento limitado da cultura de tecidos in vitro é a adaptabilidade. O tecido cultivado em um ambiente estático não é fácil de combinar com a forma de uma parte do corpo humano e, mesmo que possa contar com estruturas como dobradiças para auxiliar, geralmente só é possível esticar ou dobrar o tecido em uma direção.

Assim, pesquisadores da Universidade de Oxford e da empresa de robótica Devanthro apresentaram uma solução diferente: se você deseja cultivar substâncias que podem se mover e dobrar como tendões ou músculos, é melhor recriar seu ambiente natural com a maior precisão possível, como construir um Ambiente semelhante ao humano (esta pesquisa foi publicada na revista Nature Portfolio Communications Engineering).

Usando um esqueleto robótico de código aberto projetado pelos engenheiros da Devanthro, os pesquisadores escolheram a articulação do ombro como o local para o crescimento do tecido e personalizaram um ambiente de crescimento para o tecido que poderia caber no esqueleto para dobrar conforme necessário (esse ambiente de crescimento é chamado um ambiente biológico).

O projeto inicial do Devanthro para um braço humanóide inclui uma articulação esférica simplificada e nove atuadores musculares. Mudanças foram feitas desde então, e o ombro MSK (musculoesquelético) ajustado está mais próximo da anatomia do ombro humano do que o modelo original.

Nos experimentos, os pesquisadores semearam filamentos semelhantes a cabelos com células humanas e injetaram nas câmaras um fluido rico em nutrientes e promotor de crescimento. Após um período de crescimento, as células precisaram ser reintroduzidas em uma réplica do corpo humano. Exercício diário de 30 minutos para os ombros.

Após um período de tempo, os pesquisadores descobriram que a proliferação celular mais rápida foi observada no tecido cultivado no andaime humanóide em comparação com o tecido cultivado em um ambiente estático. Mesmo com graus variados de força aplicada, as células apresentaram morfologias altamente alongadas.

A partir disso, os pesquisadores acreditam que é viável usar robôs humanóides MSK (musculoesqueléticos) para apoiar a engenharia de tecidos tendinosos, cultivando células em câmaras de biorreatores flexíveis que podem ser estimuladas mecanicamente em braços robóticos humanóides.

Embora o potencial exato desta pesquisa ainda não tenha sido visto, o desempenho atual mostra que pode superar as limitações dos atuais sistemas de biorreatores.

Por exemplo, ele pode ser usado para produzir tecido para reparar um tendão do manguito rotador rompido, tendinite que causa lacrimejamento, um problema comum no ombro e a causa mais comum de dor no ombro em adultos. Muitas vezes, os médicos usam suturas para reconectar o tendão rompido ao osso, mas em cerca de 40% dos casos o reparo falha porque o tecido não cicatriza adequadamente. Enxertos de tecido que estimulam o crescimento usando robôs humanóides podem curar com mais sucesso.

Uma abordagem semelhante também pode ser estendida a outros tendões (ou seja, visando diferentes partes do corpo) ou mesmo a outros tecidos (ossos, ligamentos, músculos, etc.). Além das aplicações de engenharia de tecidos, os sistemas de biorreatores humanóides também têm o potencial de se tornarem modelos avançados de cultura in vitro para testar células, drogas e biomateriais, entre outros.

Os pesquisadores também acreditam que esses robôs humanóides podem ser construídos com base na fisiologia do próprio paciente, permitindo a cultura de tecidos personalizada.

Vale ressaltar que, embora o biorreator humanóide tenha suas próprias vantagens, o objetivo de estudá-lo não é substituir as plataformas ou soluções similares existentes, mas preencher as lacunas no caminho da tradução clínica não resolvida.

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