Novel bioinks for 3D bioprinting applications

Abstract

Tissue and organ damage can occur due to a variety of reasons, such as injury, disease, or failure to thrive. 3D-bioprinting emerged as an innovative technique to produce living tissue analogues that can be used in the regeneration of damaged tissues in the field of tissue engineering. Bioinks are the materials deposited by bioprinters, and their proper choice is fundamental for the success of the bioprinting process. A bioink must have high printability, be insoluble in the physiological medium, have great mechanical stability, guarantee a suitable degradation rate, and be cytocompatible and non-immunogenic. Although several advances in this field have been observed, the development of bioinks with high mechanical performance and cell viability is still one of the main limitations in this area. Thus, the objective of this dissertation is the development of a new hydrogel bioink for 3D bioprinting applications.

O dano de tecidos e órgãos pode ocorrer por diversas razões, tais como lesão, doença ou falhas no seu desenvolvimento. A bio-impressão 3D surge como uma técnica inovadora para a produção de análogos de tecido vivos que podem ser usados na regeneração de tecidos danificados, no domínio da engenharia de tecidos. As biotintas são os materiais depositados pelas bio-impressoras e a sua escolha adequada é fundamental para o sucesso do processo de bio-impressão. Uma biotinta deve ter elevada capacidade de impressão, ser insolúvel no meio fisiológico, ter grande estabilidade mecânica, garantir uma taxa de degradação adequada, ser citocompatível e não imunogénica. Embora se tenham observado diversos avanços neste domínio, o desenvolvimento de biotintas com elevado desempenho mecânico e viabilidade celular é ainda uma das principais limitações nesta área. Desta forma, o objetivo desta dissertação é o desenvolvimento de uma nova biotinta do tipo hidrogel com propriedades mecânicas melhoradas e elevada viabilidade celular para aplicação em bio-impressão 3D.