Cientistas usam impressão 3D para criar ‘tatuagem viva’ com bactérias

A tatuagem possui células que brilham na presença de diferentes estímulos químicos – MIT

Células alteradas geneticamente brilham ao serem expostas a compostos químicos

CAMBRIDGE, Massachusetts — Engenheiros do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT, na sigla em inglês) desenvolveram uma técnica de impressão 3D que usa um novo tipo de “tinta” feita a partir de células vivas, programadas para brilhar em resposta a estímulos. Para demonstrar a tecnologia, os pesquisadores criaram uma “tatuagem viva”, em formato de uma árvores. Cada galho possui células de bactérias sensíveis a diferentes compostos químicos. Quando o adesivo é exposto a essas substâncias, o galho correspondente brilha.

Segundo os pesquisadores, liderados por Xuanhe Zhao, do Departamento de Engenharia Mecânica; e Timothy Lu, do Departamento de Engenharia Biológica, a técnica pode ser usada para fabricar materiais ativos para sensores vestíveis e telas interativas. Esses materiais podem carregar células vivas desenvolvidas para serem sensíveis a compostos químicos no ambiente e poluição, assim como mudanças no pH e na temperatura.

Outros estudos já haviam tentado aplicar células vivas na impressão 3D, mas obtiveram pouco sucesso por escolherem células de mamíferos.

Aconteceu que essas células morreram durante o processo de impressão, porque as células de mamíferos são basicamente balões de gorduras — comentou Hyunwoo Yuk, coautor do estudo publicado na revista “Advanced Materials”. — Elas são muito fracas e de fácil ruptura.

O primeiro passo da pesquisa de Zhao e Lu foi a identificação de uma célula capaz de suportar o processo de impressão. A escolhida foi a de bactérias, que possuem paredes celulares mais fortes e podem sobreviver a condições extremas, como as forças aplicadas na “tinta” durante a aplicação. Além disso, as células de bactérias são compatíveis com a maioria dos hidrogels, uma mistura de água e polímeros para a composição da “tinta”.

O hidrogel tem as características de fluxo ideais para passarem pelo bico da impressora — comentou Zhao. — É como apertar um tubo de pasta de dente. Você precisa que a tinta passe pelo bico e mantenha sua forma após a impressão.

Lu forneceu à equipe células de bactérias alteradas geneticamente para se iluminarem em resposta a estímulos químicos. Elas foram incorporadas à receita de tinta, com hidrogel e nutrientes para manutenção das células.

Nós encontramos esta nova fórmula que funciona bem e pode ser impressa com resolução de 30 micrômetros — explicou Zhao. — Isso significa que cada linha contém apenas algumas células. Mas podemos imprimir estruturas relativamente grandes, com vários centímetros.

Na demonstração, a equipe imprimiu várias camadas, com bactérias sensíveis a diferentes compostos químicos, em formato de uma árvore. Elas foram colocadas sobre um adesivo elástico, que foi aplicado sobre a pele como uma tatuagem. Nos testes, as bactérias brilharam quando expostas aos químicos correspondentes. Os pesquisadores também alteraram as bactérias para que elas se comunicassem, com algumas células sendo programadas para brilhar apenas quando recebiam um sinal determinado de outra célula.

No futuro, prevê Yuk, a técnica pode ser usada para imprimir “computadores vivos”, estruturas com tipos múltiplos de células que se comunicam, passando sinais como os transistores num microchip.

Isso é um trabalho para o futuro, mas nós esperamos sermos capazes de imprimir plataformas computacionais vivas que possam ser vestidas — disse Yuk.

FONTE: O GLOBO