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Biomontagem e bioimpressão são abordagens complementares de biofabricação em engenharia de tecidos que focam na construção de tecidos e órgãos complexos em escala macro usando tecnologiasautomatizadas 1,2,3,4.
Esferoides foram incorporados à biofabricação como blocos de construção principalmente para abordagens de biomontagem5. Esferoides são considerados microtecidos que reproduzem interações entre células e o microambiente tecidual ao redor in vivo. Entre as fontes celulares usadas para a formação de esferoides, as células-tronco derivadas de adiposo (ADSCs) se destacam pela facilidade de isolamento, manutenção de cultivo a longo prazo e potencialde diferenciação 6,7,8.
Devido à sua capacidade intrínseca de formar agregados maiores, os esferoides podem gerar construtos teciduais mais complexos quando submetidos a abordagens de bioassemblagem. Essa organização orientada à fusão aumenta o potencial regenerativo e de diferenciação dos esferoides de células-tronco 9,10.
A biomontagem esferoide pode ser suportada ou até guiada por biomateriais11, tornando essa estratégia adequada para biofabricação escalável eautomatizada 12,13.
As estratégias de biofabricação existentes podem ser amplamente categorizadas em abordagens de montagem de esferoides sem andaimes e sistemas de bioimpressão embutidos emhidrogel 2,5,14. Métodos sem andaime dependem exclusivamente da auto-montagem celular espontânea e da fusão interesferoide, aproveitando interações intrínsecas célula-célula. No entanto, por ocorrerem sem orientação arquitetônica externa ou confinamento geométrico, essas abordagens apresentam controle espacial reduzido e menor previsibilidadeestrutural 5,15. Em contraste, abordagens de encapsulamento baseadas em hidrogel incorporam células em matrizes de massa para fornecer suporte estrutural e arquiteturapré-definida 16,17, o que pode restringir parcialmente o contato direto célula-célula durante os estágios iniciais de fusão e influenciar a dinâmica de migraçãocelular 18. Nesse contexto, biomateriais imprimíveis como Gelatina Metacriloíla (GelMA) apresentam motivos de adesão celular e podem funcionar como andaimes para facilitar a biomontagemesferoide 19. Um andaime GelMA impresso em 3D é hipotetizado como fornecendo confinamento geométrico e orientação espacial para esferoides, promovendo assim a formação controlada de tecidos por meio da fusão em construtos maiores e estruturalmente definidos. Essa abordagem visa melhorar o controle espacial e a reprodutibilidade estrutural durante a biomontagem esferoide, combinando a organização guiada por andaimes com a fusão esferoide dentro de uma arquitetura hidrogel definida. No entanto, o fluxo de trabalho atual foca na padronização de processos e parâmetros de biofabricação estrutural, e não aborda maturação de tecidos de longo prazo, diferenciação funcional ou produção automatizada em larga escala.
A padronização biológica é essencial não apenas para garantir reprodutibilidade e escalabilidade, mas também para preservar a integridade funcional dos tecidosbiofabricados 19,20. Consequentemente, o controle preciso dos parâmetros de engenharia, geométricos e estruturais é fundamental, pois esses fatores influenciam diretamente o desempenho biológico, incluindo a função e maturação do tecido 5,21. É apresentado um fluxo de trabalho padronizado e reprodutível de biofabricação, abrangendo as seguintes etapas-chave: (1) cultura de monocamadas ASC; (2) formação de esferoides ASC; (3) impressão 3D do andaime GelMA; e (4) biomontagem esferoide (Figura 1). Dentro desse fluxo de trabalho, métricas objetivas de controle de qualidade foram estabelecidas, incluindo uniformidade e esfericidade esferoide, fidelidade de impressão e integridade da forma do andaime.