A osteoartrite do joelho é uma doença muito comum. A lesão da cartilagem da articulação do joelho limita-nos tanto no desporto como na vida quotidiana. O tratamento com tecido de cartilagem artificial ajuda muitas vezes. No entanto, isto pode ser problemático porque o tecido artificial nem sempre se desenvolve particularmente bem. Os investigadores do Universidade de Estugarda produziram com sucesso tecido de cartilagem artificial que pode ser adaptado individualmente à geometria do paciente e semeado com células vivas.
A vantagem do tecido cartilagíneo personalizado é que o tecido pode ser melhor adaptado à situação individual do corpo, aumentando assim a possibilidade de uma rápida adesão. Os doentes podem, assim, colocar peso no joelho muito mais cedo e libertar-se da dor mais rapidamente. Os cientistas da rede de investigação Stuttgart Partnership Mass Personalization (SPI-MP) da Universidade de Estugarda estão a investigar a forma como os implantes biológicos personalizáveis de cartilagem óssea podem ser produzidos de forma automatizada a partir de biomateriais.
Produção de tecido de cartilagem personalizado
A cartilagem é produzida numa cadeia de processamento contínuo utilizando um processo especial de impressão 3D. Os processos de fabrico aditivo são utilizados para construir objectos com uma geometria correspondentemente complexa a partir de diferentes materiais. Assim, os investigadores recorrem à inovadora impressão 3D multi-eixos para a produção complexa dos implantes de cartilagem. A vantagem da maquinação multi-eixos em relação ao processo convencional de três eixos é a maior liberdade de processo. Por exemplo, é possível minimizar o efeito de degrau que ocorre quando um contorno de um componente não é paralelo ou ortogonal à direcção de construção, subdividindo assim a inclinação em camadas individuais discretas.
Os dados personalizados para a impressão 3D são obtidos a partir de exames de ressonância magnética. Cada côndron (unidade funcional da cartilagem) pode assim ser produzido individualmente de acordo com modelos biológicos. Para este efeito, é gerada uma geometria nominal do defeito a ser substituído a partir dos dados de digitalização. Esta geometria pode ser utilizada para calcular trajectórias espacialmente curvas para o processo de impressão.
De que material é feito o tecido de cartilagem?
O material utilizado para substituir a cartilagem é uma solução de gelatina modificada com metacril, que é curada para torná-la resistente aos raios UV. Neste material biomimético, que foi inspirado pela natureza, as células cultivadas num bioreactor são dissolvidas antes da implantação.
Sobre a rede de investigação SPI-MP
A rede de investigação Stuttgart Partnership Initiative – Mass Personalization (SPI-MP) da Universidade de Estugarda conduz uma excelente investigação básica sobre tecnologias de fabrico e biomateriais para sistemas biomédicos personalizados. O SPI-MP faz parte do Centro de Alto Desempenho de Personalização em Massa (Leistungszentrum Mass Personalization; LZMP), uma iniciativa conjunta da Universidade de Estugarda e dos Institutos Fraunhofer. O SPI-MP visa aumentar a rede entre as iniciativas de investigação existentes na Universidade de Estugarda e o centro de desempenho, a fim de preparar novos projectos e parcerias.