Revisão de literatura sobre hidrogéis na impressão de pele 3D: Aplicações, desafios e tendências
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v12i13.44167Palavras-chave:
Hidrogel; Bioimpressão; Pele em 3D; Biotecnologia; Testes em animais; Cosméticos.Resumo
O artigo a seguir apresenta como tema central o uso de hidrogéis na impressão de pele 3D como método alternativo a experimentação de produtos cosméticos em animais, onde será revisado todos os aspectos e conceitos relacionados à bioimpressão de pele em 3D, desde o conceito de pele, criação do modelo 3D, biomateriais utilizados e sua adequação, destacando o hidrogel, tipos de células e suas funções, tecnologias reais de bioimpressão, juntamente com os desafios e perspectivas futuras, satisfazendo necessidades clínicas e industriais. Objetivo: Analisar as aplicações, os desafios e as tendências do hidrogel na impressão de pele 3D dentro da indústria cosmética. Método: Este estudo é uma revisão da literatura, onde foi realizado o levantamento de dados de uma determinada área de conhecimento, objetivando analisar o uso do hidrogel na impressão de pele 3D, além dos seus desafios e tendências futuras. Conclusão: A bioimpressão 3D é uma tecnologia promissora que pode alcançar a produção rápida e confiável de substitutos biomiméticos da pele celular, satisfazendo as necessidades clínicas e industriais.
Referências
Alonso, F., Carmen, M. et. al. (2018). Bioimpresión 3D y sus aplicaciones en Biomedicina. CSIC - Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas. http://hdl.handle.net/10261/169270.
Amaral, C. S. T., de Souza, O., Hilkner de Souza, L., José da Silva, G., & Fatori Trevizan, L. N. (2020). Novos caminhos da biotecnologia: As inovações da indústria 4.0 na saúde humana. Revista Brasileira Multidisciplinar, 23(3), 203-231. https://doi.org/10.25061/2527-2675/ReBraM/2020.v23i3.889
ANVISA. (2012). Guia para Avaliação de Segurança de Produtos Cosméticos. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Anvisa. https://www.gov.br/anvisa/pt-br/centraisdeconteudo/publicacoes/cosmeticos/manuais-e-guias/guia-para-avaliacao-de-seguranca-de-produtos-cosmeticos.pdf.
Araújo, J. L. (2022). Hidrogel como sistema de liberação da fotossensibilizante clorofila A, para aplicação em terapia fotodinâmica frente ao câncer de pele do tipo melanoma. http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/45171
Augulski, A. B. B. (2012). Desenvolvimento de um modelo de cultivo de células-tronco da derme humana em hidrogel de carragenana extraído da alga vermelha Kappaphycus alvarezii. https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/100552.
Augustine R. (2018). Skin bioprinting: a novel approach for creating artificial skin from synthetic and natural building blocks. Progress in biomaterials, 7(2), 77–92. Pubmed. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29754201/.
Blaeser, A. Heilshorn, S. & Campos, D. F. D. (2019). Smart Bioinks as de novo Building Blocks to Bioengineer Living. Tissues. Gels, 5(2), 29. https://www.mdpi.com/2310-2861/5/2/29/htm. https://doi.org/10.3390/gels5020029
Bringel, F. A. (2011). Avaliação morfofuncional de pele humana conservada em glicerol e submetida à radiação gama: estudo em camundongos atímicos. https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85131/tde-1008201-182943/publico/TESE.pdf.
Campão, C. R. & Bühring, M. A. (2022). Os testes de cosméticos em animais não humanos como prática cruel e especista: uma análise sob a ótica do direito dos animais. https://www.pucrs.br/direito/wp-content/uploads/sites/11/2022/02/carolina_campao.pdf.
Campos D.F.D., Blaeser A., Weber M., Jäkel J., Neuss S., Jahnen-Dechent W. & Fischer H. (2012). Three-dimensional printing of stem cell-laden hydrogels submerged in a hydrophobic high-density fluid. Biofabrication. IOP Science. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1758-5082/5/1/015003/meta.
Carreira, A. S., Manso, D. G. S. & Monteiro, G. G. (2022). A utilização e aplicação da impressora 3d na área de saúde. Revista Ibero-Americana de Humanidades, Ciências e Educação. https://periodicorease.pro.br/rease/article/view/6896.
Chun, H. J., Kang, M. S. & Kim, W. H. et. al. (2023). Advances and Innovations of 3D Bioprinting Skin. Biomolecules. https://www.mdpi.com/2218-273X/13/1/55.
Dernowsek, J. A. (2019). Por que ainda não temos órgãos funcionais bioimpressos?. Biofabricação. https://www.biofabricacao.com/single-post/2018/11/13/Por-que-ainda-n%C3%A3o-temos-%C3%B3rg%C3%A3os-funcionais-bioimpressos-ou-biofabricados.
Duin, S. Shutz, K. & Ahlfeld, T. (2019). 3D Bioprinting of Functional Islets of Langerhans in an Alginate/Methylcellulose Hydrogel Blend. Advanced Healthcare Materials. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adhm.201801631.
Eduardo, F. M. C. & Mezzomo, T. R.. (2022) Anatomofisiologia do corpo humano. 1. ed. Curitiba: Intersaberes. E-book. https://plataforma.bvirtual.com.br.
Eskes, C., Vliet, E. V. & Maibach, H. I. (2017). Alternatives for Dermal Toxicity Testing. Springer International Publishing AG. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-50353-0_1.
Figueiredo, B. B. & Cesar, F. I. G. (2022).Um estudo da utilização da impressora 3d na engenharia e na medicina. RECISATEC–Revista Científica Saúde e Tecnologia, https://recisatec.com.br/index.php/recisatec/article/view/70/60.
Gornowicz-Porowska, J., Dańczak-Pazdrowska, A. & Rybka, D. J. et. al. (2022). 3D Bioprinting in Skin Related Research: Recent Achievements and Application Perspectives. ACS Synthetic Biology. 11(1), 1-521. https://pubs.acs.org/doi/epdf/10.1021/acssynbio.1c00547.
Grigoryan, B. J., Paulsen, S. & Miller, J. S. (2019). Multivascular networks and functional intravascular topologies within biocompatible hydrogels. Science. 364(64390, 458-64. https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.aav9750.
Guillemot, et al. (2010). Bioprinting is coming of age: report from the International Conference on Bioprinting and Biofabrication in Bordeaux. International Society for Biofabrication. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1758-5082/2/1/010201/pdf.
Guimarães, L. D. (2023). Avaliação de impressos de alginato e gelatina utilizando a bioimpressora Allevi 2. Repositório UFU. https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37926.
Gusmão, A. O., Silva, A. R.& Medeiros, M. O. (2017). A biotecnologia e os avanços da sociedade. Biodiversidade, 16(1). https://www.semanticscholar.org/paper/A-BIOTECNOLOGIA-E-OS-AVAN%C3%87OS-DA-SOCIEDADE-Gusm%C3%A3o-Silva/f7103a20fa15a2738c3b2fe5e46cc83a394a85a3.
Heinze, D., Champeau, M. & Titotto, S. (2019). Designing 3d printer and biocompatible hydrogels inks: an integrated approach. Associação Brasil de Engenharia e Ciências Mecânicas. https://www.researchgate.net/profile/Silvia-Titotto-2/publication/335511900_DESIGNING_3D_PRINTER_AND_BIOCOMPATIBLE_HYDROGELS_INKS_AN_INTEGRATED_APPROACH/links/6238aa57b702a324bd331920/DESIGNING-3D-PRINTER-AND-BIOCOMPATIBLE-HYDROGELS-INKS-AN-INTEGRATED-APPROACH.pdf.
Heinze, D., Titotto, S., Viana, T. & Champeau, M., (2019). Designing 3d Printer And Biocompatible Hydrogels Inks: An Integrated Approach. Associação Brasil de Engenharia e Ciências Mecânicas. https://www.researchgate.net/publication/335511900_DESIGNING_3D_PRINTER_AND_BIOCOMPATIBLE_HYDROGELS_INKS_AN_INTEGRATED_APPROACH.
Irvine, S.A., Venkatraman, S.S., (2016) Bioprinting and Differentiation of Stem Cells. Molecules. Pubmed. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27617991/.
Jana, S. & Lerman, A. (2015). Bioprinting a cardiac valve. Biotechnology advances, 33(8), 1503–1521. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26254880/.
Kelly, E. (2018). Fda regulation of 3d-printed organs and associated ethical challenges. Scholarship. https://scholarship.law.upenn.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=9610&context=penn_law_review.
Kosemund-Meynen, K., Hollnagel, H. M. & Coenraads, P. J. et al. (2020). The way forward for assessing the human health safety of cosmetics in the EU - Workshop proceedings. Science direct. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0300483X20300603.
Maher, P.S., Keatch, R.P., Donnelly, K., Mackay, R.E. and Paxton, J.Z. (2009), Construction of 3D biological matrices using rapid prototyping technology, Rapid Prototyping Journal, 15(3), 204-210. https://doi.org/10.1108/13552540910960307
Marcomini, R., Fontes, A. B. et. al. (2020). Bioimpressão 3d: Uma revisão de materiais, processos e propriedades de biotintas. The Journal of Engineering and Exact Sciences – jCEC, 6(5). https://periodicos.ufv.br/jcec/article/view/11330/6383.
Mertz, L., (2013). What Is Biocompatibility?: A New Definition Based on the Latest Technology. IEEE. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/6559140.
Millás, A., Lago, J. & Vasquez, L. P. et. al. (2019). Approaches to the development of 3D bioprinted skin models: the case of natural cosmetics. International Journal of Advance in Medical Biotechnology. https://journalamb.com/index.php/jamb/article/view/24/90.
Naahidi, S., Jafari, M. & Logan, M. et. al. (2017).Biocompatibility of hydrogel-based scaffolds for tissue engineering applications. Volume 35, Issue 5, September 2017, Pages 530-544. Science direct. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0734975017300587.
Oliveira, N. A., Roballo, K. C. S., Lisboa, A. F. S., Sandini, T. M., Santos, A. C. dos. Martins, D. S., & Ambrosio, C. E.. (2017). Bioimpressão e produção de mini-órgãos com células tronco. Pesquisa Veterinária Brasileira, 37(9), 1032–1039. https://doi.org/10.1590/S0100-736X2017000900020
Oliveira, N. A. Roballo, K. C. S. & Neto, A. F. S. et. al. (2017). Bioimpressão e produção de miniórgãos com células tronco. Scielo. https://www.scielo.br/j/pvb/a/W9zfJHDMRhWmCYHRGfwGwwp/?lang=pt.
Ozbolat, I. T. & Zhang, Y., Yu, Y., Chen, H. (2013). Characterization of printable cellular micro-fluidic channels for tissue engineering. Pubmed. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23458889/.
Patel, N. R. & Gohil, P. P. (2023). A Review on Biomaterials: Scope, Applications & PATRICIA, Hubner. Desenvolvimento de filmes de hidrogel à base de gelatina e PVA contendo óleos essenciais de lavanda e de pinus para aplicação como curativo. Repositório Digital da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. https://www.lume.ufrgs.br/handle/10183/259200.
Patel1, N. R. & Gohil, P. P. Human Anatomy Significance. (2012). International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering. https://citeseerx.ist.psu.edu/document?repid=rep1&type=pdf&doi=b0ebd5063f7fb368cad35096b89bf6bba9209107.
Pati, F., Jang, J., Lee J. W. & Cho D. W. (2015). Extrusion bioprinting, p.123-152. In: Atala A. & Yoo J. J. (Eds), Essentials of 3D Biofabrication Translation. Academic Press, Boston, MA, USA. Scielo. https://www.scielo.br/j/pvb/a/W9zfJHDMRhWmCYHRGfwGwwp/?lang=pt.
Patterson, J., Siew, R. & Herring, S. W. et. al. (2010). Hyaluronic acid hydrogels with controlled degradation properties for oriented bone regeneration. Volume 31, Issue 26, September 2010, Pages 6772-6781. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0142961210006654.
Pereira, A. P. V., Vasconcelos, W. L. & Oréfice, R. L. (1999). Novos biomateriais: híbridos orgânico-inorgânicos bioativos. Scielo. https://www.scielo.br/j/po/a/PMS8CGPphJZqs4rqFcCdThm/.
Pérez Sanpablo, A. I., Romero Avila, E., & González Mendoza, A. (2021). Three-dimensional printing in healthcare. Revista Mexicana De Ingenieria Biomedica, 42(2), 32–48. https://doi.org/10.17488/RMIB.42.2.3
Pires,A.L.,Bierhalz, A. & Moraes, A. M. (2015). Biomaterials: Types, applications, and market. Scielo. https://www.scielo.br/j/qn/a/th7gjVpvdpthnctYbhtFznN/.
Pise, S. & Pise, A., et. al. (2020). Ban of Cosmetic Testing on Animals: A Brief Overview. Researchgate. https://www.researchgate.net/publication/343308461_Ban_of_Cosmetic_Testing_on_Animals_A_Brief_Overview.
Polonchuk, L., & Gentile, C. (2021). Current state and future of 3D bioprinted models for cardiovascular research and drug development. ADMET & DMPK, 9(4), 231–242. https://doi.org/10.5599/admet.951
Puvion-Dutilleul F & Puvion E. (1989). Ultrastructural localization of viral DNA in thin sections of herpes simplex virus type 1 infected cells by in situ hybridization. European Journal of Cell Biology. https://europepmc.org/article/med/2547616.
Ribeiro, M. J. P. (2009). Desenvolvimento de um Novo Hidrogel de Quitosano Para Futura Aplicação Como Substituto de Pele. Proquest. https://www.proquest.com/openview/624a46a7564b36c1fd47a5b3ec32abf9/1?pq-origsite=g.
Rodrigues, L. M. Oliveira, B. G. R. B. & Castilho, S. R. Et. Al. (2013) Segurança e eficácia do hidrogel de carboximetilcelulose à 2% em úlceras de perna. Vol. 5, Nº. 4, págs. 690-695. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=4767927.
Rogero, S. O., Carneiro, N. L. S. & Lopérgolo, L. C. (2006). Matriz de hidrogel de poli-vinil pirrolidona (pvp) e polietilenoglicol (peg) para dispositivo de liberação de fármaco. Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares. http://repositorio.ipen.br/bitstream/handle/123456789/18550/12613.pdf?sequence=1.
Santos, G. B., Neto, N. T. & Paggiaro, A. O. et. al. (2011). Substitutos cutâneos: conceitos atuais e proposta de classificação. Scielo. https://www.scielo.br/j/rbcp/a/jTyrHmYJ4Qcf5H7rKZFWfgQ/?lang=pt&format=html
Santos, E. J. C. & Mazzeo, A.. (2021). Perspectivas da bioimpressão na medicina Regenerativa. Volume 5 – Edição 2 . https://www.unaerp.br/revista-cientifica-integrada/edicoes-anteriores/volume-5-edicao-2/4434-perspectivas-da-bioimpressao-na-medicina-regenerativa/file.
Seixas, J. R. P. C.. (2021). Produção e caracterização de hidrogéis à base de polissacarídeos contendo biomoléculas imobilizadas para aplicação no reparo tecidual de queimaduras térmicas de segundo grau. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/41828.
Sekar, M. P., Budharaju, H., Zennifer, A., Sethuraman, S., Vermeulen, N., Sundaramurthi, D., & Kalaskar, D. M. (2021). Current standards and ethical landscape of engineered tissues-3D bioprinting perspective. Journal of tissue engineering, 12, 20417314211027677. https://doi.org/10.1177/20417314211027677
Takagi, D., Lin, W., Matsumoto, T., Yaginuma, H., Hemmi, N., Hatada, S., & Seo, M. (2019). High-precision three-dimensional inkjet technology for live cell bioprinting. International journal of bioprinting, 5(2), 208. https://doi.org/10.18063/
Vig, K., Chaudhari, A., Tripathi, S., Dixit, S., Sahu, R., Pillai, S., Dennis, V., & Singh, S. (2017). Advances in Skin Regeneration Using Tissue Engineering. International Journal of Molecular Sciences, 18(4), 789. https://www.mdpi.com/1422-0067/18/4/789. https://doi.org/10.3390/ijms18040789ijb.v5i2.208
Zustiak, S. & Leach, J. (2010). Hydrolytically Degradable Poly (Ethylene Glycol) Hydrogel Scaffolds with Tunable Degradation and Mechanical Properties. Biomacromolecules, 11, 5, 1348–1357. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/bm100137q.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2023 Hadassa Gabriela Fukushima; Maria Julia Thomazini; Maria Thamires da Silva; Nathália Helenna Dias; Stefanie Rie Teruya; Leandro Giorgetti
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.
