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Scientific Electronic Archives
Ciências da Saúde
DOI: 10.36560/17420241931
Enviado: 2024-03-24
Publicado: 2024-06-28

Aplicações da bioimpressão 3D na criação de tecidos sintéticos para testes de fármacos e toxicidade: Revisão de literatura

Centro Universitário Maurício de Nassau João Pessoa
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bioengenharia, toxicidade, tecidos, medicamentos.

Resumo

A técnica de bioimpressão 3D possibilita a criação de estruturas complexas e precisas que replicam as características e funções dos tecidos naturais envolvendo a bioengenharia e a biofabricação. A bioimpressão permite a criação de tecidos heterogêneos, como pele, osso e cartilagem, abrindo novas possibilidades para tratamentos avançados e estudos de doenças. O presente estudo teve como objetivo realizar uma revisão de literatura sobre as aplicações da bioimpressão 3D na criação de tecidos sintéticos para testes de fármacos e toxicidade. Para o desenvolvimento do trabalho, foi aplicado a metodologia descritiva, através da revisão de literatura por meio de pesquisas realizadas na plataforma Pubmed, SciELO e Medline, junto com a base de dados de artigos publicados entre 2010 e 2023. O processo de utilização da bioimpressão envolve a produção de "scaffolds", estruturas de suporte feitas de materiais biocompatíveis, que proporcionam um ambiente ideal para o crescimento celular. Essa abordagem não apenas tem aplicações médicas, mas também promete inovações na indústria da beleza, como o desenvolvimento de peles alternativas para testes de cosméticos. A bioimpressão também tem aplicações na indústria farmacêutica, permitindo o teste de medicamentos em tecidos humanos funcionais, reduzindo a dependência de modelos animais, melhorando a previsão de toxidade e proporcionando respostas fisiologicamente mais relevantes. Apesar dos avanços, ainda existem limitações na resolução da bioimpressão e na criação de estruturas complexas. Superar esses obstáculos é crucial para o avanço clínico da bioimpressão, tornando-a uma ferramenta valiosa na medicina do futuro.

Referências

  1. AMARAL, C. S. T.; SOUZA, O.; SOUZA L. H.; SILVA J. G.; &TREVIZAN, L. N. F. (2020). Novos caminhos da biotecnologia: As inovações da indústria 4.0 na saúde humana. Revista Brasileira Multidisciplinar, 23(3), 203-231. https://doi.org/10.25061/2527-2675/ReBraM/2020.v23i3.889.
  2. ASTASHKINA, A. I.; MANN, B. K.; PRESTWICH, G. D.; GRAINGER, D. W. A 3-D organoid kidney culture model engineered for high-throughput nephrotoxicity assays, Biomaterials, Volume 33, Issue 18, 2012, Pages 4700-4711, ISSN 0142-9612,
  3. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2012.02.063.
  4. ATALA, A. Tissue engineering of human bladder, British Medical Bulletin, Volume 97, Issue 1, March 2011, Pages 81–104, https://doi.org/10.1093/bmb/ldr003.
  5. BARROS, E. N. L.; FARIAS, P. S.; LOURENÇO, A. K. R.; PONTES, A. N.; ALVES JUNIOR, M. M.; &SILVA, J. M. (2021). O uso das tecnologias auxiliadoras à saúde: desafios e benefícios. Diversitas Journal, 6(1), 698–712. https://doi.org/10.17648/diversitas-journal-v6i1-1472.
  6. BHISE, N. S.; MANOHARAN, V.; MASSA, S.; TAMAYOL, A.; GHADERI, M.; MISCUGLIO, M.; LANG, Q.; ZHANG, Y. S; SHIN, S. R.; CALZONE, G. 2016 Biofabricação 8 014101
  7. DOI 10.1088/1758-5090/8/1/014101.
  8. BORGES, I. L.; SILVA, W. R.; SILVA, M. C. Q.; BARROS, P. S.; SOUZA, F. S.; NASCIMENTO, L. S. Biotechnology: Applications of Tissue Engineering in the regeneration of human organs and tissues - Review. Research, Society and Development, [S. l.], v. 12, n. 13, p. e111121344279, 2023. DOI: 10.33448/rsd-v12i13.44279. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/44279. Acesso em: 27 fev. 2024.
  9. CORDEIRO, T. V.; KNIHS, N. S.; MAGALHÃES, A. L. P.; BARBOSA, S. F. F. Paim SMS. Fragilidades do conhecimento das equipes de unidades de críticos relacionadas ao processo de doação de órgãos e tecidos. Cogitare enferm. [Internet]. 2020. Acesso em: 28 jul. 2023. Disponível em: http:// dx.doi.org/10.5380/ce.v25i0.66128.
  10. CUNHA, D. A. L. V.; BRANCIFORTI, M. C. Fabricação de scaffolds por manufatura aditiva para aplicações em engenharia tecidual. In: Reunião anual da sociedade brasileira para o progresso da ciência – SBPC. 69., 2017, Belo Horizonte. Anaiseletrônicos... Belo Horizonte: SBPC, 2017. Disponível em: https://repositorio.usp.br/directbitstream/resumo/expandido/Fabrica/scaffolds/por/manufatura/aditiva/para/aplica/em/engenharia/tecidual/reuni/anual/SBPC.pdf. Acesso em: 20 ago. 2023.
  11. DABABNEH, A. B.; OZBOLAT, I.T. (24 de outubro de 2014). "Tecnologia de bioimpressão: uma revisão atual do estado da arte." COMO UE. J. Manuf. Ciência. Eng. Dezembro de 2014; 136(6): 061016. https://doi.org/10.1115/1.4028512.
  12. DESROCHRS, T. M.; SUTER, L.; ROTH, A.; KAPLAN, D.L. (2013) Tecido renal humano 3D bioengenhado, uma plataforma para a determinação de nefrotoxicidade. PLoS UM 8(3): e59219. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0059219.
  13. DUTRA, G. D.; PAULA, M. F.; BORGES, P. R. R.; SANTOS, M. C. S.; LUSWI, E. F. S. B. As fragilidades no processo da doação de órgãos e tecidos., [S.l.], v. 37, n. especial, p. 143-156, jul. 2021. Disponível em: <http://publicacoes.unifil.br/index.php/Revistateste/article/view/2360>. Acesso em: 09 mar. 2024.
  14. ECYCLE. Startup desenvolve pele artificial com vascularização. eCycle, 2021. Disponível em: https://www.ecycle.com.br/startup-desenvolve-pele-artificial-com-vascularizacao. Acesso em: 28 jul. 2023.
  15. IPCT. Instituto de Pesquisa com Células-tronco. A bioimpressão e a engenharia de tecidos, 2018. Disponível em: http://celulastroncors.org.br/a-bioimpressao-e-a-engenharia-de-tecidos. Acesso em: 01 jun. 2023.
  16. KNOWLTON, S.; ONAL, S.; YU, C. H.; ZHAO, J. J.; TASOGLU, S. Bioprinting for cancer research. Trends in biotechnology, v. 33, n. 9, p. 504-513, 2015.
  17. KOLESKY, D. B.; TRUBY, R. L.; GLANDMAN, U. S.; BUSBEE, T. A.; HOMAN, K. A; LEWIS, J. A. 3D Bioprinting of Cell-Laden Vascularized and Heterogeneous Tissue Constructs. Advanced materials, v. 26, n. 19, pág. 3124-3130, 2014.
  18. LI, H.; TAN, C.; LI, L.; Review of 3D printable hydrogels and constructs, Materials & Design, Volume 159, 2018, Pages 20-38, ISSN 0264-1275,
  19. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2018.08.023.
  20. LIMA, D. N. O.; GARCIA, D. S. S. Precisamos falar sobre a bioética e a bioimpressão de órgãos 3D. Revista de Biodireito e Direito dos Animais, v. 6, n. 2, p. 37-55, 2020.
  21. MIRONOV, V.; REZENDE, R. A.; KASYANOV, V.; SILVA, J. V. L. Virtual Biofabrication Line, IFAC Proceedings Volumes, Volume 46, Issue 24, 2013, Pages 289-294, ISSN 1474-6670,
  22. ISBN 9783902823502,
  23. https://doi.org/10.3182/20130911-3-BR-3021.00124.
  24. MURPHY, S.; ATALA, A. A Bioimpressão 3D de tecidos e órgãos. Nat Biotechnol 32, 773–785 (2014). https://doi.org/10.1038/nbt.2958.
  25. NAM, K.H; SMITH, A.S.T; LONE S.; KIM, D.H. Tecidos 3D biomiméticos para triagem avançada de medicamentos de alto rendimento. Jornal de Automação Laboratorial. 2015; 20 (3):201-215.
  26. doi: 10.1177/2211068214557813.
  27. NGUYEN, D. G.; FUNK, J.; ROBBINS, J. B.; CROGAN- GRUNDY, C.; PRESNELL, S. C.; SINGER, T.; ROTH, A. (2016) Tecidos hepáticos primários em 3D bioimpressos permitem avaliação da resposta em nível de órgão à toxicidade induzida por medicamentos clínicos in vitro. PLoS UM 11(7): e0158674. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0158674.
  28. NO, Y. D.; LEE, K.; LEE, J.; LEE, S. 3D liver models on a microplatform: well-defined culture, engineering of liver tissue and liver-on-a-chip. Lab on a Chip, v. 15, n. 19, p. 3822-3837, 2015.
  29. NOVOSEL, E. C.; KLEINHANS, C.; KLUGER, P. J. Vascularization is the key challenge in tissue engineering, Advanced Drug Delivery Reviews, Volume 63, Issues 4–5, 2011, Pages 300-311,
  30. ISSN 0169-409X,
  31. https://doi.org/10.1016/j.addr.2011.03.004.
  32. ORGANOVO. L’Oreal USA Announces Research Partnership with Organovo to Develop 3-D Bioprinted Skin Tissue. Organovo, 2015. Disponível em: https://organovo.com/05052015-2. Acesso em: 23 jun. 2023.
  33. OZBOLAT, I. T.; PENG, W.; OZBOLAT, V. Application areas of 3D bioprinting. Drug discovery today, v. 21, n. 8, p. 1257-1271, 2016.
  34. OZBOLAT, I. T; YU, Y. "Bioprinting Toward Organ Fabrication: Challenges and Future Trends", em IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 60, não. 3, pp. 691-699, março de 2013, doi: 10.1109/TBME. 2013. 2243912. palavras-chave: Sistemas biológicos; Impressão; Fabricação; Deposição de laser pulsado; Engenharia de tecidos;Células (biologia); Materiais; Fabricação de bioaditivos; bioimpressão; fabricação de órgãos; engenharia de tecidos.
  35. PANDEY, S. K; PATEL, D. K.; MAURYA, A. K.; THAKUR, R.; MISHRA, D. P.; VINAYAK, M.; HALDAR, C.; MAITI, P. Controlled release of drug and better bioavailability using poly(lactic acid-co-glycolic acid) nanoparticles,
  36. International Journal of Biological Macromolecules, Volume 89, 2016, Pages 99-110, ISSN 0141-8130,
  37. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2016.04.065.
  38. PATI, F.; GANTELIUS, J.; SVAHN, H. A. 3D bioprinting of tissue/organ models. Angewandte Chemie International Edition, v. 55, n. 15, p. 4650-4665, 2016.
  39. PENG, W.; DATTA, P.; AYAN, B.; OZBOLAT, V.; SOSNOSKI, D.; OZBOLAT, I.T. Ozbolat, 3D bioprinting for drug discovery and development in pharmaceutics, Acta Biomaterialia, Volume 57, 2017, Pages 26-46, ISSN 1742-7061,
  40. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2017.05.025.
  41. PERSAUD, A.; MAUS, A.; STRAIT, L.; ZHU, D. 3D Bioprinting with Live Cells, Engineered Regeneration, Volume 3, Issue 3,
  42. , Pages 292-309, ISSN 2666-1381,
  43. https://doi.org/10.1016/j.engreg.2022.07.002.
  44. PIRES, A. L. R.; BIERHALZ, A. C. K.; MORAES, A. M. (2015). BIOMATERIAIS: TIPOS, APLICAÇÕES E MERCADO. Química Nova, 38(7), 957–971. https://doi.org/10.5935/0100-4042.20150094.
  45. REZENDE, R. A.; KASYANOV, V.; MIRONOV, V.; SILVA, J. V. L. Organ Printing as an Information Technology, Procedia Engineering, Volume 110, 2015, Pages 151-158, ISSN 1877-7058, https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.07.023.
  46. SAMPAIO, C. Guia maker da impressão 3D: Teoria e práticas consolidadas. V.0.99.3, 2017. Livro open-source. Disponível em: http://www.makerlinux.com.br/ebook. Acesso em: 15 maio 2023.
  47. SANTOS, Z. M. S. A.; FROTA, M. A.; MARTINS, A. B. T. Tecnologias em saúde: da abordagem teórica à construção e aplicação no cenário do cuidado. Fortaleza: EdUECE, 2016.
  48. SEOL, Y.; KANG, H.; LEE, S. J.; ATALA, A.; YOO, J. J. Tecnologia de bioimpressão e suas aplicações, European Journal of Cardio-Thoracic Surgery , Volume 46, Edição 3, setembro de 2014, páginas 342–348, https://doi.org/10.1093/ejcts/ezu148.
  49. SILVA, G. J. S.; ZILLMER, J. G. V.; SOARES, E. R.; RAMOS, B. R.; GIUDICE, J. Z. Entrevista da família para doação de órgãos na perspectiva dos profissionais: revisão integrativa/ Family interview for organ donation in the professionals perspective: integrative review. Brazilian Journal of Health Review, [S. l.], v. 2, n. 6, p. 5865–5882, 2019. DOI: 10.34119/bjhrv2n6-082. Disponível em: https://ojs.brazilianjournals.com.br/ojs/index.php/BJHR/article/view/5378. Acesso em: 10 mar. 2024.
  50. SINGH, S.; CHOUDHURY, D.; YU, F.; MIRONOV, V.; NAING, M. W. In situ bioprinting – Bioprinting from benchside to bedside?, Acta Biomaterialia, Volume 101, 2020,
  51. Pages 14-25, ISSN 1742-7061,
  52. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2019.08.045.
  53. TRIPATHI, S.; MANDAL, S. S.; BAURI, S.; MAITI, PRALAY. 3D bioprinting and its innovative approach for biomedical applications. MedComm, v. 4, n. 1, p. 194, 2023.
  54. VAIDYA, M. Startups promovem tecido impresso comercialmente em 3D para triagem de drogas. Nat Med 21, 2 (2015). https://doi.org/10.1038/nm0115-2.
  55. VANELLI, C. M.; MABA, I. K. (2020). Bioimpressão: uma abordagem em saúde para impressão 3D. Revista Saúde E Desenvolvimento, 14 (17). Recuperado de https://www.revistasuninter.com/revistasaude/index.php/saudeDesenvolvimento/article/view/933.
  56. VIJAYAVENKATARAMAN, S.; LU, W. F.; FUH, J. Y. H. 3D bioprinting of skin: a state-of-the-art review on modelling, materials, and processes. Biofabrication, v. 8, n. 3, p. 032001, 2016.
  57. YI, H. G.; KIM, H.; KWON, J.; CHOI, Y.; JANG, J. Aplicação da bioimpressão 3D na prevenção e terapia de doenças humanas. Sig Transduct Target Ther 6, 177 (2021). https://doi.org/10.1038/s41392-021-00566-8.
  58. ZHANG, Y. S.; DUCHAMP, M.; OKLU, R.; ELLISEN, L. W. LANGER, R.; KHADEMHOSSEINI, A. Bioprinting the cancer microenvironment. ACS biomaterials science & engineering, v. 2, n. 10, p. 1710-1721, 2016.
  59. ZHAO, Y.; YAO, R.; OUYANG, L.; DING, H.; ZHANG, T.; ZHANG, K.; CHENG, S.; SUN, W. 2014 Biofabricação 6 035001
  60. DOI 10.1088/1758-5082/6/3/035001.

Como Citar

Sousa, A. P. de, Sousa, E. C. C. de, Santos, J. M. dos, Gomes, K. E. dos S., Pereira, N. F., & Pereira, V. C. de S. (2024). Aplicações da bioimpressão 3D na criação de tecidos sintéticos para testes de fármacos e toxicidade: Revisão de literatura . Scientific Electronic Archives, 17(4). https://doi.org/10.36560/17420241931