Investigadores imprimem pele em 3D para substituir ensaios em animais

A Diretiva 2010/63/UE estabeleceu restrições aos ensaios em animais para o ensaio de cosméticos e dos seus ingredientes em toda a UE. Por conseguinte, existe uma procura intensa de alternativas para testar a absorção e a toxicidade das nanopartículas de cosméticos como os cremes solares.

Uma equipa de investigadores da Universidade de Tecnologia de Graz (TU Graz) e do Instituto de Tecnologia de Vellore (VIT), na Índia, está a trabalhar no desenvolvimento de imitações de pele que imitam a estrutura nativa de três camadas de tecido e a biomecânica da pele humana. Estas imitações podem ser produzidas através de impressão 3D e consistem em formulações de hidrogel que são impressas juntamente com células vivas.

Hidrogéis em que as células da pele sobrevivem e crescem

“Os hidrogéis para a nossa imitação de pele a partir da impressora 3D têm de cumprir uma série de requisitos”, diz Karin Stana Kleinschek do Instituto de Química e Tecnologia de Sistemas de Base Biológica.

“Os hidrogéis têm de ser capazes de interagir com as células vivas da pele. Estas células não só têm de sobreviver, como também têm de ser capazes de crescer e multiplicar-se”, acrescenta.

O ponto de partida para estruturas estáveis e imprimíveis em 3D são as formulações de hidrogéis desenvolvidas na TU Graz. Os hidrogéis caracterizam-se pelo seu elevado teor de água, o que cria condições ideais para a integração e o crescimento das células. No entanto, o elevado teor de água também requer métodos de estabilização mecânica e química das impressões 3D.

A TU Graz está a trabalhar intensamente em métodos de reticulação para estabilização. Idealmente, seguindo o exemplo da natureza, a reticulação ocorre em condições muito suaves e sem a utilização de produtos químicos citotóxicos.

Após uma estabilização bem sucedida, os parceiros de cooperação na Índia testam a resistência e a toxicidade das impressões 3D em culturas de células. Só quando as células da pele no hidrogel sobrevivem em cultura celular durante duas a três semanas e desenvolvem tecido cutâneo é que podemos falar de uma imitação de pele. Esta imitação de pele pode então ser utilizada para outros testes celulares em cosméticos.

Testes bem sucedidos

Os primeiros testes de hidrogéis impressos em 3D em cultura de células foram muito bem sucedidos. Os materiais reticulados não são citotóxicos e são mecanicamente estáveis. “Na próxima etapa, os modelos impressos em 3D (imitações de pele) serão utilizados para testar nanopartículas”, afirma Karin Stana Kleinschek.

“Este é um sucesso para a investigação complementar da TU Graz e do VIT. Os nossos muitos anos de experiência no domínio da investigação de materiais para imitações de tecidos e a experiência do VIT em biologia molecular e celular complementaram-se na perfeição. Estamos agora a trabalhar em conjunto para otimizar ainda mais as formulações de hidrogel e validar a sua utilidade como substituto de experiências em animais”, conclui.