“Pele de uma seringa”: biotinta “granular” bifásica impressa na derme e implantada

Cientistas suecos apresentaram a biotinta µInk para bioimpressão 3D da derme: trata-se de um hidrogel granular bifásico à base de microesferas de gelatina porosa com fibroblastos dérmicos humanos "plantados" sobre elas, além de uma matriz de ácido hialurônico. A mistura se comporta como um líquido sob pressão em um bico de seringa/impressora e gelifica novamente em uma ferida — por isso, os jornalistas a apelidaram de "pele na seringa". Em experimentos com camundongos, estruturas impressas com altíssima densidade celular sobreviveram, construíram rapidamente uma matriz extracelular, desenvolveram vasos e se integraram aos tecidos em 28 dias. O trabalho foi publicado na Advanced Healthcare Materials.

Fundo

• Por que os substitutos de pele atuais estão longe da "derme verdadeira". O padrão clínico para grandes feridas e queimaduras são os enxertos autólogos de espessura parcial (STSG) e/ou moldes dérmicos (por exemplo, Integra). Eles salvam vidas e fecham o defeito, mas frequentemente deixam cicatrizes e contraturas, especialmente com retalhos finos; a qualidade da cicatriz depende muito da proporção de "derme profunda" no enxerto. Mesmo os retalhos de "malha", convenientes para cobrir grandes áreas, produzem cicatrizes mais visíveis devido à cicatrização através das células da malha. Os moldes dérmicos ajudam a formar uma "neoderme", mas permanecem acelulares, requerem estágios e não resolvem o problema de células/vasos autólogos insuficientes nas primeiras semanas.
• Por que a bioimpressão 3D de pele é um próximo passo lógico, mas está sendo prejudicada pela biotinta. A impressão permite que células e materiais sejam posicionados de forma direcionada, mas os hidrogéis homogêneos clássicos caem em uma "bifurcação":
  • Muito líquidas - elas se espalham e não mantêm sua forma; muito rígidas - elas pressionam as células, interferem na penetração dos vasos sanguíneos e não permitem a impressão de alta densidade celular. Além disso, ainda é difícil recriar estruturas anexiais (folículos capilares, etc.). Precisamos de biotintas que fluam sob a pressão do bico e se "aglomerem" instantaneamente em uma massa porosa estável e que não matem as células por cisalhamento.
• O que são biotintas granulares (microgel, "presas") e por que são adequadas para a derme? São partículas de microgel "densamente compactadas" que se comportam como um sólido em repouso e como um líquido sob cisalhamento (afinamento por cisalhamento) — ideais para impressão por seringa/extrusão e injeções. Após a aplicação, a sequência mantém sua forma, deixando poros intergranulares para o crescimento vascular; a mistura pode ser adicionalmente "reticulada" com química macia. Essa classe de materiais tornou-se a base para a impressão em tecidos moles nos últimos anos.
• A ideia da µInk em poucas palavras. Os autores combinaram duas camadas do problema — células e matriz: eles plantaram fibroblastos dérmicos humanos em microesferas de gelatina porosas (contas biocompatíveis com química semelhante à do colágeno) e, em seguida, "colaram" os grânulos com uma matriz hialurônica usando química de clique sem cobre. O resultado foi uma biotinta "líquida sob pressão — sólida em repouso" que permite densidade celular ultra-alta, impressão/injeção e rápido recrutamento de matriz extracelular já in situ. As construções criaram raízes e vascularizaram em camundongos em 28 dias.
• Como essa abordagem aborda os “pontos problemáticos” da clínica.
  1. Rapidez e logística: em vez de um longo cultivo de um equivalente de tecido, há uma preparação rápida de “grânulos vivos” e a introdução de “pele de uma seringa” diretamente na ferida ou impressão no formato do defeito.
  2. Biologia: Alta celularidade + arquitetura porosa → melhor deposição de MEC e neoangiogênese - chave para menos cicatrizes e derme elástica.
  3. Compatibilidade com a autóloga: fibroblastos são facilmente obtidos a partir de uma pequena biópsia; gelatina/AH são componentes familiares à pele.
• Onde as lacunas permanecem. Tudo isso ainda é pré-clínico em camundongos; a transição para pacientes requer modelos de pele de espessura total, acompanhamento de longo prazo, coimpressão com queratinócitos/endotélio, padronização de BPF e comprovação de que a tecnologia realmente reduz a formação de cicatrizes e melhora a função em comparação com o padrão.
• Por que esta notícia é importante neste momento. Diante das persistentes limitações dos STSG/templates e da maturidade da classe de biotintas granulares, a µInk demonstra uma montagem prática: "carreadores de microgel + matriz de ligação macia + altas doses de células autólogas". Isso torna mais realista o cenário de reconstrução dérmica rápida e densa em células, sem longas etapas de "incubação".

Por que isso é necessário?

As substituições clássicas de pele frequentemente deixam cicatrizes: têm poucas células, crescem mal juntas e produzem uma matriz dérmica "correta" e fraca. E cultivar derme espessa e complexa inteiramente em uma placa é demorado e difícil. Os autores propõem uma maneira diferente: montar rapidamente "tijolos" a partir dos próprios fibroblastos do paciente, implantá-los em microesferas porosas e injetá-los/imprimi-los diretamente na área do defeito, onde o próprio corpo completará a derme completa.

Como funciona a biotinta µInk

• Fase 1: “grânulos vivos”. Microesferas de gelatina porosa (essencialmente pequenas esferas, quimicamente semelhantes ao colágeno da pele) nas quais fibroblastos dérmicos humanos primários são propagados em um biorreator.
• Fase 2: "Gel de Ligação". Uma solução de ácido hialurônico que cola os grânulos por meio de uma química de clique sem cobre.
• Reologia. O resultado é um hidrogel granular com capacidade de afinamento por cisalhamento: ele flui sob pressão e mantém sua forma em repouso, o que o torna adequado tanto para aplicação em seringas quanto para impressão 3D.

O que os experimentos mostraram

• Impressão e viabilidade: mini-patches estáveis com densidade celular ultra-alta foram impressos a partir de µInk; a viabilidade e o fenótipo dos fibroblastos foram preservados.
• In vivo (camundongos): Construções implantadas subcutaneamente por 28 dias
  - ficaram cobertas de vasos,
  - demonstraram remodelação de hidrogel,
  - e acumularam ECM dérmica (os fibroblastos continuaram a se dividir e funcionar), indicando integração do tecido.
• Prática de aplicação. O material pode ser aplicado por meio de uma agulha diretamente na ferida — "pele em uma seringa" — ou uma camada/formato pode ser impresso para um defeito específico.

Por que isso é importante?

• Velocidade e densidade. O tempo é crucial para queimaduras e feridas crônicas. O µInk permite evitar longos ciclos de crescimento de tecido "em volume" e introduzir imediatamente muitas células ativas onde são necessárias.
• Biologia mais próxima do normal. A alta celularidade e a arquitetura porosa das microesferas estimulam a produção de matriz e a neovascularização, dois fatores-chave para uma cicatrização sem cicatrizes e elasticidade.
• Logística clínica. O conceito se encaixa bem com a abordagem autóloga: fazer uma pequena biópsia de pele → multiplicar rapidamente fibroblastos em microesferas → imprimir um transplante para a ferida do paciente.

Como isso é diferente dos habituais “hidrogéis com células”

Os hidrogéis "homogêneos" convencionais são muito líquidos (espalhados) ou muito rígidos (pressionam as células e interferem no crescimento vascular). A arquitetura granular proporciona poros e vias para os vasos, e a "bifásica" proporciona estabilidade mecânica e injetável. Além disso, os carreadores de gelatina são biodegradáveis e "familiares" aos tecidos.

Limitações e o que vem a seguir

Até o momento, este estudo é pré-clínico (camundongos, bolsas subcutâneas; período: 4 semanas). A seguir:

• defeitos de pele de espessura total e acompanhamentos mais longos;
• testes de pele de espessura total de células queratinócitos/endoteliais e combinação;
• transição para células autólogas de pacientes e modelo de queimadura/ferida crônica;
• escalonamento para **produção GMP** (biorreatores, esterilidade, controle de clique).

Fonte: Shamasha R. et al. Biotintas granulares bifásicas para biofabricação de construções de alta densidade celular para regeneração dérmica, Advanced Healthcare Materials, online em 12 de junho de 2025 https://doi.org/10.1002/adhm.202501430