Válvula cardíaca bioabsorvível impressa em 3D pode promover regeneração tecidual e evitar sucessivas cirurgias
Material bioabsorvível com memória de forma permite posicionamento da válvula apenas com cateter, sem necessidade de cirurgia aberta

Divulgação, Georgia Tech

Válvula cardíaca bioabsorvível (amarela) e modelo de coração impresso em 3D.

13 de fevereiro de 2025, 19:13

Fonte

Catherine Barzler, Georgia Tech

Publicação Original

Instituto de Tecnologia da Georgia

Áreas

Bioengenharia, Biomateriais, Biomecânica, Cardiologia, Cirurgia, Engenharia Biomédica, Medicina, Medicina Regenerativa, Simulação Computacional

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Resumo

Pesquisadores conseguiram desenvolver, pela primeira vez, válvulas cardíacas impressas em 3D com material bioabsorvível que podem ser usadas para regeneração tecidual, evitando as válvulas de tecido animal que podem precisar de sucessivas cirurgias.

Como o material tem memória de forma – sua configuração geométrica pode mudar com a temperatura – a cirurgia aberta pode ser evitada, e a válvula pode ser posicionada apenas com um cateter.

A inovação disruptiva pode ser um divisor de águas na área de engenharia de tecidos aplicada às válvulas cardíacas, evitando, por exemplo, que crianças precisem trocar sucessivamente a válvula conforme crescem.

Quando uma válvula cardíaca sofre algum tipo de dano – o que afeta todos os anos milhões de pessoas em todo o mundo – a substituição ou reparo da válvula pode exigir repetidas intervenções cirúrgicas.

A maioria das válvulas de substituição é feita de tecido animal e dura até 10 ou 15 anos antes de precisar ser novamente trocada. Para pacientes pediátricos, as soluções são limitadas e podem exigir várias reintervenções.

Com uma solução disruptiva na área de válvulas cardíacas, pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Georgia (Georgia Tech), nos EUA, criaram uma válvula cardíaca impressa em 3D produzida a partir de materiais bioreabsorvíveis e projetada para se ajustar à anatomia única de cada paciente.

Uma vez implantadas, as válvulas serão absorvidas pelo corpo e substituídas por um novo tecido que desempenhará a função que o dispositivo desempenhava.

A invenção foi liderada pelo Dr. Lakshmi Prasad Dasi, pesquisador em mecânica de válvulas cardíacas, e pelo Dr. Scott Hollister, um dos maiores especialistas em engenharia de tecidos e impressão 3D para dispositivos médicos pediátricos, ambos professores do Departamento de Engenharia Biomédica do Georgia Tech.

“Estamos nos afastando do uso de dispositivos de tecido animal que não duram e não são sustentáveis, e entrando em uma nova era em que uma válvula cardíaca pode se regenerar dentro do paciente”, destacou o professor Dasi.

Essa tecnologia é muito diferente da maioria das válvulas cardíacas existentes, e acreditamos que ela representa uma mudança de paradigma

Dr. Lakshmi Prasad Dasi

“Em pediatria, um dos maiores desafios é que as crianças crescem, e suas válvulas cardíacas mudam de tamanho ao longo do tempo”, disse Dr. Scott Hollister. “Por causa disso, as crianças precisam passar por várias cirurgias para reparar suas válvulas à medida que crescem. Com essa nova tecnologia, o paciente pode potencialmente desenvolver novo tecido valvar e não ter que se preocupar com várias substituições de válvulas no futuro.”

Embora válvulas cardíacas impressas em 3D existam atualmente e materiais bioabsorvíveis tenham sido usados ​​para implantes antes, esta é a primeira vez que as duas tecnologias foram combinadas para criar um dispositivo com um material reabsorvível e com memória de forma, ou seja, o material pode mudar sua forma dependendo da temperatura que atinge.

“Desde o início, a visão do projeto era se afastar da abordagem de tamanho único que tem sido o status quo para o design e fabricação de válvulas cardíacas, e em direção a um implante específico para o paciente que pudesse durar mais que os dispositivos atuais”, explicou a doutoranda Sanchita Bhat, pesquisadora no laboratório do professor Dasi.

A válvula cardíaca da equipe é impressa em 3D usando um material biocompatível chamado poli(glicerol dodecanodioato). Como o material tem memória de forma, a válvula pode ser dobrada e posicionada por meio de um cateter, em vez de cirurgia cardíaca aberta. Uma vez implantada e atingindo a temperatura corporal, o dispositivo se dobra novamente em seu formato original.

Com a válvula instalada, o material então sinaliza ao corpo para produzir seu próprio tecido para substituir o dispositivo, que será absorvido completamente em alguns meses.

Os pesquisadores estão atualmente testando a durabilidade física da válvula cardíaca com modelos computacionais e estudos de bancada. O laboratório do professor Dasi tem uma configuração de simulação cardíaca similar às condições fisiológicas de um coração real e pode reproduzir as condições de pressão e fluxo do coração de um paciente individual. Uma máquina adicional testa a durabilidade mecânica da válvula, colocando-a em milhões de ciclos cardíacos em um curto espaço de tempo.

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Autores/Pesquisadores Citados

Dr. Lakshmi Prasad Dasi

Professor do Departamento de Engenharia Biomédica do Georgia Tech

Dr. Scott Hollister

Professor do Departamento de Engenharia Biomédica do Georgia Tech

Sanchita Bhat

Doutoranda no Georgia Tech

Mais Informações

Acesse a notícia original completa na página do Instituto de Tecnologia da Georgia (em inglês).

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