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 o crescimento das células, 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 em laboratório 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 estrutura – para fazer crescer 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 suportes são projetados para estimular as células a se prenderem e crescerem em uma forma predeterminada específica.

Os andaimes podem ser feitos de uma variedade de substâncias. Isso inclui plásticos, proteínas de seda, cerâmicas de fosfato de cálcio e até mesmo polímeros naturais como o colágeno. Em 2010, um hospital de pesquisa espanhol estava fazendo experiências em corações humanos retirados de doadores e sem todas as células, deixando para trás a estrutura de colágeno. O objetivo era tirar células de um paciente que precisa de um transplante de coração e permitir que as células cresçam na estrutura de 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 adiram umas às outras. Idealmente, o andaime também deve liberar produtos químicos que ajudam a promover a migração celular, a adesão celular e a diferenciação em células especializadas. Outro benefício de alguns andaimes de engenharia de tecidos é que eles são biodegradáveis, então eles se 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. Uma vez que as células começam a penetrar muito fundo nos poros, no entanto, elas não recebem nutrientes ou oxigênio suficientes, porque as camadas superiores das células estão bloqueando o movimento dos nutrientes e do oxigênio para as camadas inferiores. Uma inovação, chamada de andaime de forma livre sólida (SFF), contorna esse problema, porque é projetado com vasos sanguíneos artificiais que transportam esses nutrientes pela estrutura e removem resíduos. Os andaimes de engenharia de tecidos SFF estavam sendo experimentados em 2011 para aperfeiçoar o sistema de vasos sanguíneos artificiais para que grandes órgãos complexos pudessem ser produzidos.

Os cientistas já fizeram a pele semeando as células da pele do paciente em uma estrutura de colágeno. A pele é uma estrutura bidimensional, de modo que a questão da difusão do oxigênio e dos nutrientes não impediu o desenvolvimento. Esta pele é usada no tratamento que envolve enxertos de pele.