O que são andaimes de engenharia de tecidos?
Os andaimes de engenharia de tecidos são estruturas feitas de substâncias artificiais ou naturais que atuam como uma forma na qual as células podem crescer. O andaime pode ser inerte e não interagir com as células que nele crescem, ou pode ajudar ativamente as células a crescer liberando sinais químicos. Esses andaimes são úteis para ajudar a reconstruir ou substituir o tecido humano perdido.
A base da engenharia de tecidos é a criação laboratorial de novas células e estruturas biológicas para substituir tecidos e órgãos perdidos ou com mau funcionamento. Para fazer isso, os engenheiros de tecidos precisam de uma forma - ou andaime - na qual cultivar as células, porque as células cultivadas em laboratório não formam formas por si mesmas; em vez disso, eles se espalham em uma forma bidimensional. Os andaimes são projetados para incentivar as células a se fixarem e crescerem em uma forma predeterminada específica.
Os andaimes podem ser feitos de uma variedade de substâncias. Isso inclui plásticos, proteínas da seda, cerâmica de fosfato de cálcio e até polímeros naturais, como o colágeno. Em 2010, um hospital de pesquisa espanhol estava experimentando corações humanos retirados de doadores e despojados de todas as células, deixando para trás a estrutura do colágeno. O objetivo era levar as células de um paciente que precisa de um transplante de coração e permitir que elas crescessem na estrutura do colágeno, criando um novo coração que o sistema imunológico não ataca como estranho.
Um andaime de engenharia de tecidos precisa ser poroso. Os poros permitem que as células se interconectem e se colem. Idealmente, o andaime também deve liberar substâncias químicas que ajudem a promover a migração, adesão e diferenciação celular em células especializadas. Outro benefício de alguns andaimes de engenharia de tecidos é que eles são biodegradáveis e, portanto, quebram quando as células se formam na forma desejada.
Um grande problema com alguns andaimes de engenharia de tecidos é que as células precisam de oxigênio e nutrientes para crescer. As células podem migrar para os poros do andaime até certo ponto. No entanto, uma vez que as células começam a penetrar profundamente nos poros, elas não recebem nutrientes ou oxigênio suficientes, porque as camadas superiores das células estão bloqueando o movimento dos nutrientes e oxigênio nas camadas inferiores. Uma inovação, chamada andaime de forma livre sólida (SFF), contorna esse problema, porque foi projetada com vasos sanguíneos artificiais que transportam esses nutrientes pela estrutura e removem os resíduos. Os andaimes de engenharia de tecidos do SFF estavam sendo experimentados em 2011 para aperfeiçoar o sistema artificial de vasos sanguíneos, de modo que grandes órgãos complexos possam ser produzidos.
Os cientistas já fizeram a pele semeando as células da pele dos pacientes em uma estrutura de colágeno. A pele é uma estrutura bidimensional, portanto, a questão da difusão de oxigênio e nutrientes não atrasou o desenvolvimento. Esta pele é utilizada no tratamento envolvendo enxertos de pele.