Um estudo recente apresentou uma alternativa personalizável e menos invasiva aos métodos tradicionais de enxerto. (Imagem: Universidade Nacional de Singapura)
SINGAPURA: O enxerto de tecido gengival é um procedimento bem estabelecido na terapia periodontal; no entanto, as técnicas convencionais são frequentemente associadas à morbidade na área doadora e à disponibilidade limitada de tecido. Uma equipe de pesquisa da Universidade Nacional de Singapura (NUS) apresentou uma nova abordagem desenvolvida que combina bioimpressão 3D e inteligência artificial (IA) para fabricar enxertos de tecido gengival. A técnica permite a criação precisa de enxertos específicos para cada paciente, visando melhorar os resultados clínicos e reduzir o desconforto e as complicações pós-operatórias.
Os pesquisadores utilizaram a bioimpressão 3D para produzir enxertos precisamente adaptados às geometrias individuais dos defeitos. Eles desenvolveram uma biotinta especializada capaz de promover o crescimento de células saudáveis e a partir da qual foi possível imprimir um enxerto preciso, que manteria sua estrutura e integridade.
Dada a complexidade dos fatores que influenciam a qualidade e o desempenho dos enxertos impressos — como pressão de extrusão, velocidade de impressão, tamanho do bico, viscosidade da biotinta e temperatura da cabeça de impressão — a equipe incorporou IA ao seu fluxo de trabalho para ajustar esses parâmetros, o que, de outra forma, envolveria testes demorados e com alto consumo de recursos. "Essa abordagem agiliza significativamente o processo, reduzindo o número de experimentos necessários para otimizar os parâmetros de bioimpressão — de potencialmente milhares para apenas 25 combinações", afirmou o coautor Prof. Dean Ho, chefe do Departamento de Engenharia Biomédica da Faculdade de Design e Engenharia da NUS, em um comunicado à imprensa.
Os enxertos de tecido gengival bioimpressos resultantes apresentaram fortes características biomiméticas. Eles mantiveram mais de 90% de viabilidade celular, tanto imediatamente após a impressão quanto durante um período de cultura de 18 dias. Além de os enxertos preservarem sua forma e estabilidade estrutural, as análises histológicas confirmaram a presença de proteínas-chave e uma arquitetura multicamadas muito semelhante à do tecido gengival natural.
“Nosso estudo está entre os primeiros a integrar especificamente bioimpressão 3D e tecnologias de IA para a biofabricação de construções personalizadas de tecido mole oral”, disse o coautor Dr. Gopu Sriram, professor assistente da Faculdade de Odontologia da NUS. Ele acrescentou: “A bioimpressão 3D é de longe mais desafiadora do que a impressão 3D convencional, pois envolve células vivas, o que introduz uma série de complexidades ao processo de impressão.”
Da esquerda para a direita: Dr. Gopu Sriram, Dr. Jacob Chew e Prof. Dean Ho apresentando seu trabalho em bioimpressão 3D baseada em inteligência artificial de enxertos de tecido gengival personalizados. (Imagem: Universidade Nacional de Cingapura)
A pesquisa é promissora para enfrentar desafios clínicos de longa data relacionados ao tratamento periodontal e procedimentos de implantes dentários. "Esta pesquisa demonstra como a IA e a bioimpressão 3D podem convergir para resolver problemas médicos complexos por meio da medicina de precisão", explicou o Dr. Sriram. "Ao otimizar os enxertos de tecido para pacientes individuais, podemos reduzir a invasividade dos procedimentos odontológicos, garantindo melhor cicatrização e recuperação."
Aplicações mais amplas na medicina regenerativa
Além da odontologia, a pesquisa tem implicações para outros campos da medicina regenerativa. Os insights obtidos podem subsidiar o desenvolvimento de enxertos para outros tecidos de barreira, como a pele, contribuindo potencialmente para a cicatrização de feridas sem cicatrizes. "A bioimpressão 3D nos permite criar enxertos de tecido que correspondem precisamente às dimensões das feridas de um paciente, potencialmente reduzindo ou eliminando a necessidade de coleta de tecido do corpo do paciente", comentou o Dr. Sriram.
O coautor Dr. Jacob Chew, consultor associado em periodontia no Centro Universitário Nacional de Saúde Oral, em Cingapura, comentou: “Este nível de personalização minimiza a distorção e a tensão do enxerto durante o fechamento da ferida, reduzindo o risco de complicações, o tempo de cirurgia e o desconforto para os pacientes.”
A equipe planeja realizar estudos in vivo para avaliar a integração e a estabilidade dos enxertos em ambientes orais. Eles também pretendem aprimorar a funcionalidade dos enxertos integrando redes vasculares por meio da bioimpressão multimaterial. Esses avanços podem não apenas revolucionar a odontologia regenerativa, mas também lançar as bases para aplicações mais amplas na engenharia de tecidos.
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