Startup Accelerator: Volumetric visa ser a fazenda de bioprinting de tecidos do futuro

O Startup Accelerator é uma série de artigos com foco em empresas novas e interessantes no espaço de impressão 3D, em que 3DPrint.com fala à liderança de startups sobre suas tecnologias e negócios exclusivos.

Em uma das maiores cidades médicas do mundo, uma startup está expandindo os limites da tecnologia de bioimpressão, aproveitando o poder e a precisão da luz para estruturar tecidos vivos. Nascida como um spin-off da Rice University, a Volumetric percorreu um longo caminho desde que foi fundada em 2018, promovendo a criação de biomateriais e uma plataforma de biofabricação para pesquisa de câncer, medicina regenerativa e iniciativas de substituição de órgãos humanos em todo o mundo.

Os esforços para reproduzir a arquitetura vascular no corpo levaram Jordan Miller, professor assistente de bioengenharia na Rice University, e um de seus alunos de graduação em bioengenharia, Bagrat Grigoryan, a criar a Volumétrica. A dupla tem se concentrado na inovação que permite aos cientistas criar redes vasculares primorosamente emaranhadas que imitam as passagens naturais do corpo para sangue, ar, linfa e outros fluidos vitais. Originalmente apelidada de SLATE, que é a abreviatura de aparelho de estereolitografia para engenharia de tecidos, a nova tecnologia de bioimpressão de código aberto usa manufatura aditiva para fazer hidrogéis suaves e é a base para a tecnologia comercialmente disponível da empresa.

Enquanto a maior parte da atenção na engenharia de tecidos normalmente vai para o progresso que está sendo feito nas células, a Volumetric está desempenhando um papel fundamental com foco no espaço extracelular, ou seja, o que acontece fora das células. Se pensarmos nos órgãos sólidos do corpo, como o fígado, eles são muito complexos biologicamente, com uma intrincada estrutura de vasos sanguíneos. O que fica mais aparente nessa complexidade é a complexidade da arquitetura

disse Miller à 3DPrint.com

Há um progresso fantástico no lado da célula, à medida que os pesquisadores estão encontrando maneiras mais novas e melhores de cultivar células, diferenciar células, tomar células-tronco e transformá-las em funções específicas de órgãos; no entanto, tudo fora da célula é parte de nosso especialista pesquisa.

Com tantas pesquisas para respaldar seu desenvolvimento, Miller e Grigoryan estavam confiantes de que comercializar a tecnologia que desenvolveram no laboratório seria o próximo passo. Após o licenciamento, tornou-se a base para as bioimpressoras LumenX, fabricadas por meio de uma parceria entre a Volumetric e a Cellink – uma das principais empresas de biotecnologia do mundo.

Projetado como uma plataforma de nível básico para construir vasculatura, o LumenX alcança ramificações e afilamentos complexos de vasos. Além disso, os fundadores afirmam que o dispositivo cura fotograficamente camadas inteiras de uma vez para reticular estruturas 50 vezes mais rápido do que outros métodos de impressão. Este processo é realizado com resolução incrível, aproveitando mais de um milhão de pontos simultâneos de luz para bioprintar recursos microscópicos de até 200 mícrons.

Enquanto estávamos criando essa tecnologia no laboratório de pesquisa, imediatamente começamos a pensar sobre seu potencial na sociedade

sugeriu Miller

Entendemos que queríamos levar nossa pesquisa básica para fora do laboratório e colocá-la na prática clínica onde ela teria um impacto. Então, para traduzir nossa tecnologia, sabíamos que ela teria que ser comercializada, para se colocar como parte de um modelo de negócio que pudesse sobreviver. Foi quando nossa pesquisa se tornou maior do que apenas um artigo acadêmico. Enquanto um artigo acadêmico pode ter um impacto na mentalidade das pessoas, um produto comercializado pode ter um grande impacto diretamente na vida das pessoas.

The LumenX da Volumetric and Cellink (imagem cortesia da Cellink/Volumetric)

Assim, a empresa nasceu do grande avanço que a equipe fez no laboratório, além de dezenas de solicitações de colegas pesquisadores que queriam usar a tecnologia da Volumetric para desenvolver seus próprios projetos. Miller e Grigoryan licenciaram sua própria propriedade intelectual fora da universidade e na empresa Volumetric, e eles têm usado para vender bioinks e bioprinters desde então.

Esta é uma oportunidade muito empolgante, porque quando há uma descoberta científica em um laboratório de pesquisa, nem sempre é óbvio como isso pode se traduzir em um impacto direto para a sociedade, mas a comercialização é uma forma de resolver esse problema.

A criação de biomateriais de alta qualidade e plataformas de biofabricação 3D fazem parte da missão da Volumetric. Além da LumenX, os fundadores da Volumetric também desenvolveram os únicos biomateriais compatíveis com células do mercado para impressão baseada em luz, ideais para a criação de redes vasculares em hidrogéis carregados de células ou dispositivos lab-on-a-chip. A empresa está expandindo os limites no campo da bioimpressão ao incorporar a capacidade única de sua tecnologia para imprimir tecidos vivos vascularizados em 3D, um dos tecidos mais avançados e difíceis de imitar no campo.

Chips de plástico microfluídico 3D multicamadas podem ser impressos rapidamente em minutos com o LumenX (imagem cortesia de Volumetric/Cellink)

Depois de testemunhar o surgimento de empresas de spin-off universitárias bem-sucedidas em todo o mundo, uma coisa é certa: um grande desafio para muitas startups está relacionado ao financiamento. No entanto, Miller e Grigoryan conseguiram aproveitar a National Science Foundation (NSF) e seu programa Innovation Corps para obter a maior parte do financiamento para sua colaboração e, em apenas dois anos, a startup se tornou uma forte vendedora de impressoras especializadas e bioinks de hidrogel para impressão de construções de tecido.

Outra grande vantagem da empresa é sua localização, bem no coração do Texas Medical Center (TMC), em Houston, trabalhando a partir da Johnson & Johnson Innovation (também conhecido como JLABS), um ecossistema de rede global que capacita inventores em uma ampla espectro de saúde para acelerar a entrega de soluções de saúde e bem-estar que salvam vidas e melhoram a vida de pacientes em todo o mundo. É de longe um dos maiores centros médicos do mundo e um lugar onde médicos e cirurgiões estão ansiosos para ver a tecnologia de bioimpressão, como a Volumetric, traduzida da bancada para a cabeceira. 

Os médicos veem em primeira mão a necessidade e a urgência para que os tecidos de reposição funcionem. O que nos levou a criar uma estratégia clínica para um órgão em potencial que poderíamos produzir, como faríamos para produzi-lo, como projetaríamos os ensaios clínicos e quais estudos iniciais precisam ser concluídos para chegar lá

descreve Miller

Nosso trabalho vai além de apenas teorias, trata-se de realmente ter cirurgiões trabalhando com nossos andaimes de tecido, para determinar se o material pode ser implantado. Precisamos saber se eles podem colocar uma sutura nele e puxar sem que a sutura saia. Sabemos que nosso trabalho passa por pensar na otimização do material para as células, mas também para o cirurgião

Embora a Volumetric ainda tenha muito trabalho pela frente, mais de 20 anos de experiência em bioengenharia estão ajudando Miller a encontrar um equilíbrio para o esforço de células e cirurgiões.

Jordan Miller e Bagrat Grigoryan em 2018 após fundar a Volumetric (Imagem cortesia da Volumetric)

Miller tem uma visão muito particular para o futuro da Volumetric, em parte porque considera que a tecnologia é altamente escalável. Ele acredita que o que está por vir para empresas de bioimpressão como a Volumetric é semelhante ao que aconteceu com a empresa de impressão 3D de código aberto Prusa, sediada em Praga, exceto que, neste caso, é para a biofabricação.

Eles [Prusa] estão usando impressoras 3D para fazer as peças de que precisam, contando com uma fazenda de impressão que funciona sem parar e produzindo muitas peças de alto valor. Essa é a analogia perfeita com o que vemos para o futuro da medicina regenerativa, onde empresas, como a Volumetric, desenvolverão grandes fazendas de bioprinting, ampliando tecidos vivos que podem eventualmente se tornar substitutos de órgãos e tecidos para as pessoas.

Os pesquisadores da Volumetric têm trabalhado totalmente para fornecer uma estrutura de vasos sanguíneos para construções de tecido manipuladas. Esta é uma das façanhas mais difíceis do campo, pois os pesquisadores que trabalham para a biofabricação da vasculatura artificial encontraram vários desafios para criar as estruturas semelhantes a vasos funcionais que podem fornecer oxigênio e nutrientes às células de tecidos 3D bioengenharia. No entanto, os avanços de Miller em seu laboratório na Rice and Volumetric o levaram a criar a primeira tecnologia de bioimpressão que aborda os desafios da multivascularização:

No momento, o campo da medicina regenerativa tem o maior potencial que já teve, sabemos muito mais sobre como as células interagem com os materiais do que antes, e nossa plataforma de tecnologia está permitindo que as pessoas se aprofundem na biologia e desenvolvam novos materiais para mover o campo para a frente.




Fonte: 3DPrint.com

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