Pesquisadores da College of Minnesota Twin Cities desenvolveram um inovador sistema de impressão 3D adaptável capaz de identificar e posicionar organismos distribuídos aleatoriamente. Essa tecnologia autônoma promete melhorar significativamente os processos em criopreservação, cibernética, bioimagem e o desenvolvimento de dispositivos que incorporam organismos vivos, economizando tempo e recursos.
Avançando a biointegração com tecnologia autônoma
Este sistema de impressão 3D adaptável marca um avanço significativo no manuseio preciso de organismos vivos. O sistema pode rastrear, coletar e posicionar organismos de forma autônoma, estejam eles parados ou em movimento. Ao utilizar dados visuais e espaciais em tempo actual, a tecnologia se adapta para garantir o posicionamento exato, o que é essencial para aplicações que exigem a integração de organismos com materiais ou dispositivos. A pesquisa foi publicada na *Superior Science*, uma revista científica revisada por pares, destacando o impacto potencial do sistema em vários campos. Além disso, os pesquisadores registraram uma patente para esta tecnologia inovadora, enfatizando ainda mais sua novidade e potencial para transformar as práticas atuais.

Guebum Han, o principal autor do estudo e ex-pesquisador de pós-doutorado em engenharia mecânica na Universidade de Minnesota, explicou a funcionalidade do sistema: “A impressora em si pode agir como um humano agiria, com a impressora agindo como mãos, o sistema de visão de máquina como olhos e o computador como o cérebro. A impressora pode se adaptar em tempo actual a organismos em movimento ou parados e montá-los em uma determinada matriz ou padrão.”
Tradicionalmente, tais tarefas eram realizadas manualmente, exigindo treinamento extensivo e frequentemente resultando em inconsistências. O novo sistema reduz o tempo necessário para esses processos e melhora a consistência dos resultados, o que pode ser particularmente benéfico em campos como a criopreservação, onde o manuseio preciso de organismos é crítico. Além disso, a tecnologia pode separar organismos vivos de mortos, colocar organismos em superfícies curvas e integrá-los com materiais e dispositivos em formas personalizáveis. Ela também tem o potencial de criar arranjos complexos, como hierarquias de superorganismos, que são estruturas organizadas vistas em colônias de insetos como formigas e abelhas.
Aplicações e potencial futuro
Essa tecnologia pode mudar vários campos biológicos e de engenharia ao aumentar a eficiência da criopreservação, permitindo a separação de organismos vivos de mortos e facilitando a integração de organismos em várias superfícies, incluindo as curvas. O sistema também tem potencial para criar arranjos complexos de organismos, como hierarquias de superorganismos encontradas em colônias de insetos.
Por exemplo, a equipe de pesquisa demonstrou que esse sistema poderia melhorar os métodos de criopreservação para embriões de peixe-zebra, completando o processo 12 vezes mais rápido do que os métodos manuais tradicionais. Além disso, as capacidades adaptativas do sistema foram demonstradas em experimentos onde ele rastreou, pegou e colocou com sucesso besouros em movimento aleatório, integrando-os com dispositivos funcionais.
Olhando para o futuro, os pesquisadores pretendem combinar essa tecnologia com a robótica, potencialmente tornando-a portátil para pesquisa de campo. Esse avanço pode permitir que cientistas coletem e processem organismos em ambientes que atualmente são difíceis de acessar. O trabalho também tem implicações mais amplas para o avanço da biofabricação autônoma, permitindo a avaliação e a montagem de organismos vivos de maneiras novas e inovadoras.
Suporte e colaboração
Este trabalho inovador foi um esforço colaborativo envolvendo vários membros do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Minnesota, incluindo os assistentes de pesquisa de pós-graduação Kieran Smith e Daniel Wai Hou Ng, o professor assistente JiYong Lee, o professor John Bischof, o professor Michael McAlpine e os ex-pesquisadores de pós-doutorado Kanav Khosla e Xia Ouyang. O projeto também recebeu suporte do Engineering Analysis Middle (ERC) para Tecnologias Avançadas para a Preservação de Sistemas Biológicos (ATP-Bio). O financiamento para a pesquisa foi fornecido pela Nationwide Science Basis, Nationwide Institutes of Well being e Regenerative Medication Minnesota.
Próximos passos na inovação biotecnológica
O sistema de impressão 3D adaptável desenvolvido pela Universidade de Minnesota representa um avanço significativo no manuseio e montagem de organismos vivos. Ao automatizar o processo e aumentar a precisão, essa tecnologia pode ter implicações de longo alcance para campos que vão da criopreservação à biofabricação autônoma. O desenvolvimento e a integração contínuos desse sistema com a robótica podem expandir ainda mais suas aplicações, tornando-o uma ferramenta valiosa para pesquisadores em diversas disciplinas científicas.
Fonte: cse.umn.edu