Este artigo selecionou 7 estudos originais publicados entre 2007 e 2026, abrangendo trabalhos de equipes dos Estados Unidos, da Suíça, do Reino Unido, da China e da Índia, para uma revisão narrativa. O conteúdo foi sintetizado de forma independente pela TONGLI com base na literatura disponível, distinguindo culturas in vitro de implantações em animais, sem avaliar produtos comerciais.
01Quais problemas os arcabouços vasculares e os patches miocárdicos precisam resolver, respectivamente?
Os materiais vasculares precisam manter a luz do vaso em ambiente de fluxo sanguíneo e pressão, além de gerenciar a interface de contato com o sangue e a remodelação da parede vascular; os arcabouços miocárdicos, por sua vez, podem ser empregados em cultura in vitro, entrega de células ou reparo da superfície cardíaca. Os diferentes usos determinam a forma da amostra e os desfechos de verificação; o bom crescimento celular em fibras planas não pode ser diretamente extrapolado para a permeabilidade vascular a longo prazo ou para a recuperação da função cardíaca.1,2,5,6,7
| Direções de aplicação | Estruturas típicas | Focos de avaliação na literatura |
|---|---|---|
| Arcabouços vasculares de pequeno calibre | Parede tubular multicamada, tubo enrolado ou tubo coletado por rotação | Dimensões, propriedades mecânicas, contato com o sangue e permeabilidade pós-implantação 1,2,3,4 |
| Cultura de células miocárdicas e estudos farmacológicos | Fibras orientadas, lâminas de cultura com fibras de núcleo e revestimento | Alinhamento celular, atividade do cálcio, sinais elétricos e resposta a fármacos 5 |
| Patches para reparo miocárdico | Arcabouço celular ou adesivo composto de dupla face | Fixação, contato com o tecido, acoplamento elétrico e desfechos relacionados à função cardíaca em animais 6,7 |
Portanto, “fabricar uma fibra cardiovascular” ainda precisa ser definido com mais precisão. Os lados luminal e abaxial podem apresentar projetos distintos, e a superfície de contato com o tecido e a superfície exposta do adesivo cardíaco também podem desempenhar funções diferentes. Descrever essas interfaces separadamente ajuda a determinar se a camada eletrofiada constitui a estrutura principal, o suporte celular ou apenas uma camada funcional do material composto.
02De membranas planas a arcabouços tubulares: estudos sobre multicamadas e conformação posterior
Wu e colaboradores, em 2015, utilizaram eletrofiação com gradiente bidirecional para organizar copolímero de ácido polilático-caprolactona, colágeno e quitosana em estruturas tubulares multicamadas com gradiente simétrico. Mantendo a mesma proporção de matérias-primas, o modo de estratificação alterou as propriedades mecânicas e o comportamento celular do material; o artigo também comparou as alterações relacionadas à degradação. As evidências referem-se a materiais e avaliações in vitro, com foco em onde os componentes são posicionados, e não apenas em quanto são adicionados.3
Meng e colaboradores, em 2024, enrolaram uma membrana plana eletrofiada de PLLA ao redor de um molde e, em seguida, realizaram tratamento posterior com acetona para obter arcabouços tubulares com dimensões e formas ajustáveis. O estudo demonstrou a capacidade de conformar diâmetros, comprimentos e formas complexas, além de avaliar as propriedades mecânicas, a manutenção da estrutura e a resposta celular a A7r5. Isso ofereceu uma rota para o reprocessamento de membranas planas, mas o estudo não comprovou a perviedade a longo prazo após a implantação.4
Amostras ramificadas ou com variação de diâmetro também exigem consideração da espessura local da parede e das variações de curvatura. Na preparação, pode-se inicialmente manter um tubo reto simples como controle, separando o projeto da forma das variações na formulação, para avaliar gradualmente se as diferenças decorrem da coleta, da conformação posterior ou do próprio material.
03Estudos de vasos de pequeno calibre: do contato com o sangue à reconstrução a longo prazo
Hashi e colaboradores, em 2007, combinaram nanofibras orientadas de PLLA com células-tronco mesenquimais da medula óssea para construir enxertos tubulares e avaliá-los em um modelo arterial de rato. Em comparação com arcabouços sem células, o sistema com células implantadas reduziu a adesão plaquetária e a formação de trombos em fase inicial, permitindo observar a subsequente reconstrução tecidual da parede tubular. Os resultados indicam que o suporte tecidual da estrutura fibrosa e o desempenho antitrombótico da superfície de contato com o sangue são duas questões inter-relacionadas.1
de Valence e colaboradores, em 2012, realizaram um estudo de substituição da aorta abdominal em ratos com vasos eletrofiados de PCL, estendendo o período de observação para 18 meses. Embora o material tenha mantido a perviedade e a integridade estrutural, alterações relacionadas à regressão celular e à calcificação surgiram em fases mais tardias. Este trabalho separou a perviedade de curto prazo da qualidade tecidual a longo prazo, alertando os pesquisadores que não se deve julgar todo o processo de degradação e reconstrução apenas com base em resultados precoces de implantação.2
Os dois estudos revelaram, a partir de perspectivas distintas, os pontos centrais no desenvolvimento de arcabouços tubulares: o primeiro focou na resposta ao contato com o sangue após a participação celular; o segundo, no estado da parede tubular ao longo do tempo. Para amostras subsequentes, a perviedade, a espessura da parede, a resposta endotelial, a infiltração tecidual e as alterações do material podem ser interpretadas por meio de observação contínua, em vez de considerar um único indicador como sinônimo de sucesso total.
Os ensaios celulares com membranas planas ainda são valiosos, pois permitem comparar superfícies e formulações; após a validação em estruturas tubulares completas, porém, é preciso acrescentar questões relacionadas ao fluxo e à estrutura. Resultados de cultura estática, de contato breve com o sangue e de substituição vascular em animais devem ser indicados separadamente, para que os leitores saibam o que cada etapa efetivamente respondeu.
04Arcabouços para cultura de miocárdio: como as fibras core-shell orientadas apoiam estudos funcionais
Kumar e colaboradores, em 2020, prepararam adesivos de fibras orientadas com PCL como núcleo e gelatina como casca para cultivar miócitos derivados de células-tronco pluripotentes induzidas humanas. Os autores avaliaram o alinhamento celular, marcadores relacionados aos sarcômeros, a dinâmica do cálcio e os sinais registrados por matrizes de múltiplos eletrodos, além de comparar as respostas sob ação de fármacos. O trabalho combinou suporte mecânico, interface de contato celular e direcionalidade para servir a um modelo in vitro de miocárdio.5
Para equipes que realizam triagem de fármacos ou modelagem de doenças, o valor desse tipo de membrana pode se manifestar primeiramente nos processos de cultura e medição, sem que seu uso precise ser limitado à implantação. A expressão “ensaio clínico em placa de cultura” presente no título do artigo representa uma visão de modelo, não indica que ensaios em humanos foram realizados; a observação de contrações sincronizadas ou de respostas a fármacos também não pode ser interpretada diretamente como recuperação da função cardíaca comprometida.5
05Adesivos para reparo do miocárdio: da orientação direcional ao projeto de interface de dupla face
Lin e colaboradores, em 2014, compararam adesivos eletrofiados orientados e aleatórios, incluindo combinações com e sem implantação de miócitos e células endoteliais, e os avaliaram em um modelo de infarto do miocárdio em ratos. O relatório indicou que os adesivos orientados e celulares melhoraram alguns desfechos funcionais, enquanto os sistemas aleatórios e celulares apresentaram problemas como acoplamento elétrico inadequado. Isso sugere que a combinação de estrutura e células precisa ser validada de forma integrada, sem supor que a adição de células resultará necessariamente em melhores resultados.6
Um estudo publicado por Lv e colaboradores, em 2026, combinou uma camada interna bioadesiva contendo mitocôndrias com uma camada externa lubrificante eletrofiada para formar um adesivo cardíaco de Janus, avaliando simultaneamente o reparo e a prevenção de aderências em um modelo de infarto do miocárdio em ratos. Nesse caso, a camada externa eletrofiada atuou como barreira abaxial, enquanto a liberação e a adesão foram realizadas principalmente pela camada interna, demonstrando que a eletrofiação pode assumir apenas parte da função de um adesivo completo.7
A partir desses dois trabalhos, podem-se identificar duas categorias de questões de projeto: nos arcabouços celulares, é preciso considerar a coordenação entre o alinhamento, a atividade elétrica e o hospedeiro; nos adesivos de dupla face, é necessário pensar na fixação do lado miocárdico e no contato com os tecidos abaxiais. Nenhum deles deve ser resumido a um único valor de resistência no estado seco ou de sobrevivência celular; a relação entre fixação, movimento e resposta tecidual também precisa ser estudada.
06Como interpretar as evidências de estudos cardiovasculares em diferentes fases
Os estudos selecionados neste artigo incluem trabalhos in vitro com materiais e células, bem como modelos vasculares e miocárdicos em ratos, mas não estabelecem, com base neles, conclusões sobre a eficácia em humanos de vasos ou adesivos miocárdicos eletrofiados. Esse escopo descreve apenas a literatura selecionada para este artigo e não implica que não existam outros ensaios clínicos no mundo. A cultura de células de origem humana ainda se encontra na fase in vitro.1,2,3,4,5,6,7
Ao ler os resultados, pode-se verificar sequencialmente o material, a morfologia da amostra, a origem celular, o modelo experimental, o período de observação e os desfechos. Para vasos, a perviedade deve ser interpretada em conjunto com a reconstrução da parede; para o miocárdio, os sinais elétricos do sistema de cultura devem ser distinguidos da integração com o tecido in vivo e da função global. Dados obtidos com animais, diâmetros ou modelos de lesão diferentes também não devem ser comparados diretamente em um único ranking de superioridade.
Da mesma forma, a possibilidade de ampliar a escala, personalizar a forma e realizar produção contínua pertence às informações sobre fabricação; por si sós, não demonstram que o enxerto já passou por validação completa. Apresentar a capacidade de fabricação ao lado das evidências biológicas ajuda as equipes de desenvolvimento final a avaliar o real alcance da referência que a literatura oferece ao seu projeto.
07Da estrutura do estudo para amostras vasculares e miocárdicas replicáveis
Para amostras tubulares, primeiro definam-se o diâmetro interno, a espessura da parede, as camadas e as superfícies interna e externa
Após definir o diâmetro interno, o comprimento, a espessura da parede, a estratificação e as funções das superfícies interna e externa, discutem-se a coleta rotativa, o movimento do bocal ou a conformação posterior da lâmina de membrana. A comparação entre amostras pode incluir, conforme a finalidade, propriedades mecânicas circumferenciais e axiais, resistência à pressão, retenção após sutura, flexão e vazamento; as condições de teste devem corresponder ao uso pretendido, não se podendo utilizar apenas valores de tração obtidos com membranas planas.
Para adesivos miocárdicos, primeiro definam-se o alinhamento e o modo de contato
Para lâminas de cultura, devem ser considerados a direção das fibras, a área de cultura e a interface de detecção; para adesivos compostos, é necessário adicionar a avaliação da ligação intercamadas, da deformação em estado úmido e do método de fixação. A estrutura núcleo-casca ou o fornecimento de fluido por múltiplas vias podem auxiliar no posicionamento dos materiais, mas ainda é preciso confirmar a distribuição dos componentes nas fibras finais e a consistência entre os lotes.5,7
Correlacionar o pós-tratamento e o registro do processo com a amostra final
Ao ampliar as dimensões ou aumentar o tempo de preparação, é possível correlacionar o lote da solução, o fornecimento de fluido, o campo elétrico, as condições ambientais, a velocidade de coleta e o pós-tratamento com a espessura e a morfologia. A desmoldagem por mandril rotativo, a fixação por enrolamento, a reticulação e a lavagem também afetam a estrutura final e devem ser incluídas na comparação dos processos. Resíduos, efeitos da esterilização, compatibilidade sanguínea e biocompatibilidade precisam ser verificados de acordo com o sistema específico.
Essas informações podem ser traduzidas em uma comunicação mais específica sobre o equipamento: é necessária uma coleta estável em tubo reto ou uma membrana orientada? É preciso realizar deposição em camadas ou uma estrutura coaxial? A amostra será usada principalmente para triagem de materiais, modelos celulares ou para estudos de implantação na fase seguinte? É preciso esclarecer primeiro a amostra para que a configuração do processo corresponda à questão de pesquisa.
08Problemas comuns no desenvolvimento de arcabouços cardiovasculares por eletrofiação
Enrolar uma membrana fibrosa em forma de tubo equivale a criar um vaso sanguíneo artificial?
O enrolamento oferece um método de conformação. O uso em vasos sanguíneos completos também envolve questões como contato com o sangue, resistência à pressão, sutura, permeabilidade a longo prazo e alterações da parede vascular. A controlabilidade da forma e o desempenho pós-implantação precisam ser verificados separadamente.1,2,4
O fato de as células miocárdicas baterem de forma sincronizada indica que a reparação do miocárdio foi eficaz?
A atividade sincronizada é uma das observações funcionais in vitro. A coordenação com o hospedeiro após a implantação, a melhoria da função global e a ausência de atividade elétrica anormal exigem estudos correspondentes em animais ou em humanos, não podendo ser inferidas diretamente a partir dos resultados da cultura.5,6
Todas as funções devem ser realizadas pela camada eletrofiada?
Não. A camada fibrosa pode assumir a sustentação, o alinhamento celular ou a barreira externa, sendo combinada com outras camadas funcionais. Deve-se definir primeiro a função de cada camada e, em seguida, verificar se a estrutura geral é estável e se as funções das camadas não interferem umas nas outras.3,7
Referências
A seguir, apresentam-se os estudos originais utilizados neste artigo. A literatura [3–5] foi lida em conjunto com os capítulos relevantes do texto completo; a [1], com o resumo e as legendas originais das figuras; e a [2,6,7], com base no resumo original e nas informações bibliográficas. A interpretação dos estudos não indica que os autores ou as instituições dos artigos mantenham relações de compra de equipamentos, cooperação ou cliente com a TONGLI.
As referências bibliográficas mantêm o idioma original da publicação para facilitar a consulta.
Hashi CK, Zhu Y, Yang GY, et al. Antithrombogenic property of bone marrow mesenchymal stem cells in nanofibrous vascular grafts. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. 2007;104(29):11915–11920.
DOI：10.1073/pnas.0704581104 ↗Âmbito da leitura: resumo original, legendas das figuras e informações bibliográficas de PubMed
de Valence S, Tille JC, Mugnai D, et al. Long term performance of polycaprolactone vascular grafts in a rat abdominal aorta replacement model. Biomaterials. 2012;33(1):38–47.
DOI：10.1016/j.biomaterials.2011.09.024 ↗Âmbito da leitura: resumo original e informações bibliográficas de PubMed
Wu T, Huang C, Li D, et al. A multi-layered vascular scaffold with symmetrical structure by bi-directional gradient electrospinning. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2015;133:179–188.
DOI：10.1016/j.colsurfb.2015.05.048 ↗Âmbito da leitura: página inicial e conclusão do texto completo original local, verificação bibliográfica de PubMed
Meng C, Song J, Malekmohammadi S, et al. Hierarchical porous poly (L-lactic acid) fibrous vascular graft with controllable architectures and stable structure. Materials & Design. 2024;240:112829.
DOI：10.1016/j.matdes.2024.112829 ↗Âmbito da leitura: resumo e método de preparação do texto completo original local, verificação dos registros de autores e instituições
Kumar N, Sridharan D, Palaniappan A, et al. Scalable Biomimetic Coaxial Aligned Nanofiber Cardiac Patch: A Potential Model for “Clinical Trials in a Dish”. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2020;8:567842.
DOI：10.3389/fbioe.2020.567842 ↗Âmbito da leitura: resumo original do texto completo da editora, método de preparação, testes funcionais e capítulos relacionados à discussão
Lin YD, Ko MC, Wu ST, et al. A nanopatterned cell-seeded cardiac patch prevents electro-uncoupling and improves the therapeutic efficacy of cardiac repair. Biomaterials Science. 2014;2:567–580.
DOI：10.1039/C3BM60289C ↗Âmbito da leitura: resumo original e informações bibliográficas da editora de RSC
Lv Y, Zhou X, Wang M, et al. Mitochondria-Loaded Janus Cardiac Patch for Myocardial Infarction Repair and Prevention of Tissue Adhesions. ACS Nano. 2026;20(1):1462–1480.
DOI：10.1021/acsnano.5c18334 ↗Âmbito da leitura: resumo original e informações bibliográficas de PubMed
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