PrintONorgans - Direct Biomanufacturing on Organs

O PrintONorgans procura trazer avançadas tecnologias de fabricação aditiva para o ambiente clínico. Pretende-se desenvolver um robô para a impressão direta in situ de materiais em tecidos e/ou órgãos danificados de forma customizada e minimamente invasiva.

Em declarações ao COMPETE 2020, Ana Brandão, responsável do Departamento de IDI da Biosckin, destaca que "o contributo do COMPETE 2020 na evolução do projeto PrintONorgans mostra-se fundamental, uma vez que potencia e permite acelerar as atividades de I&DT. O projeto PrintONorgans pretende enquadrar tecnologias de laboratório em ambiente hospitalar, na área da engenharia biónica, estando a ser desenvolvido um produto que exige elevada incorporação de tecnologia e conhecimento. O apoio do COMPETE 2020  permite a união de uma equipa multidisciplinar imprescindível para a prosseguimento dos objetivos definidos para o projeto, sendo um impulso a projetos inovadores e de grande ambição."

Enquadramento

A população está cada vez mais envelhecida, levando a uma manifesta escassez de órgãos e limitações dos tratamentos clínicos no que toca a regeneração de tecidos. Como tal, tornou-se necessário desenvolver novas e emergentes terapias que tentem colmatar essas limitações.

O uso de robôs na medicina tem ganho cada vez mais força. Aliado a isto, o uso de tecnologia aditiva (vulgarmente conhecida por impressão 3D) para a produção de substitutos biológicos faz com que a medicina tenha dado um salto para uma nova realidade.

O Projeto

Este projeto procura trazer estas tecnologias usadas atualmente em ambiente de laboratório, para o ambiente hospitalar, desenvolvendo e implementando um procedimento pioneiro e inovador para a reparação customizada dos diferentes tecidos humanos. Para a sua implementação contará com o desenvolvimento de um equipamento capaz de imprimir materiais, combinados ou não com células/fármacos/fatores de crescimento diretamente na zona danificada.

Ao nível da solução apresentada, é esperado uma menor complexidade e maior rapidez no que diz respeito ao número de etapas necessárias desde a deteção do problema até à produção do implante temporário para a sua regeneração, tudo num equipamento. Espera-se que no final deste projeto se consiga encurtar ou até mesmo acabar com a lacuna existente entre a ciência/investigação e a medicina. Adicionalmente, é também esperado que o equipamento e procedimento desenvolvido sejam adaptáveis a várias soluções pela sua grande flexibilidade de funcionamento, podendo o mesmo ser usado para diferentes aplicações médicas, desde uma componente dermatológica até uma componente óssea. Esta característica trará um grande grau de inovação ao mercado.

Em termos de materiais o objetivo foca-se na utilização de materiais termoplásticos e hidrogéis. Estes materiais serão aplicados nas áreas danificadas de forma customizada e de acordo com as especificidades definidas pelo médico. O consórcio está determinado em ajustar a investigação e desenvolvimento para se obter um produto e procedimento vanguardista que traga a ciência até ao utilizador final. Este objetivo proporcionará uma inovação para o mercado e será visto como um fator diferenciador do existente e praticado atualmente.

A solução apresentada neste projeto consiste no desenvolvimento de um robô para a impressão direta in situ de materiais em tecidos e/ou órgãos danificados, de forma customizada e minimamente invasiva. O projeto não só conta com o desenvolvimento do robô, mas também com a implementação de um novo procedimento cirúrgico mais rápido, customizado, com tempos de recuperação mais reduzidos e incutindo a autorregeneração dos tecidos de modo a mimetizar, o melhor possível, todas as características e propriedades do tecido e/ou órgão existentes inicialmente.

O conceito passa pelo uso de tecnologias de engenharia inversa para a visualização e deteção dos danos ou problemas em tecidos ou órgãos, e reconstrução computacional tridimensional (3D) da zona danificada. Esta reconstrução necessitará de ser feita num software desenvolvido especialmente para o efeito. O software desenvolvido permitirá não só fazer a reconstrução 3D, mas também servirá de interface para o médico definir a área de atuação do robô, bem como definir zonas específicas para a colocação de diferentes materiais, células ou fármacos. De acordo com as especificações definidas no software, o robô desenvolvido fará a devida deposição dos materiais. Para garantir a precisão e controlo do robô, este contará com a incorporação de diferentes sensores (por exemplo, aproximação, temperatura, pressão). De forma a validar todo o procedimento, bem como a precisão e performance do robô, testes in vitro (manequins) e in vivo (animais) serão efetuados.

O Consórcio

O projeto printONorgans envolve o esforço conjunto das capacidades complementares dos membros do consórcio com vista à prossecução dos objetivos visados pelo mesmo. Neste consórcio participam a empresa Biosckin na qualidade de promotor líder e responsável pelo desenvolvimento do projeto; CDRSP-IPLeiria na qualidade de entidade do SCT com grande competência no desenvolvimento de equipamentos de fabricação aditiva e de manipulação de materiais; AMCubed, Lda. especialista no desenvolvimento de equipamentos e comercialização de equipamentos de fabricação aditiva; UC-ISR com competências reconhecidas na área da robótica e a UP-ICBAS – Universidade do Porto especializado em estudos in vitro e in vivo em animais de pequeno e grande porte.

Apoio COMPETE 2020

O projeto conta com o apoio do COMPETE 2020 no âmbito do Sistema de Incentivos à Investigação e Desenvolvimento Tecnológico, na vertente de co-promoção, envolvendo um investimento elegível de 515 mil euros o que resultou num incentivo FEDER de cerca de 352 mil euros.