Grazie ai recenti sviluppi della stampa 3D e al contributo di un team di ricercatori ed ingegneri della Harvard School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) e dell’Istituto Wyss di Bio – Ingegneria dell’Università di Harvard è stato realizzato un nuovo metodo di bio-printing.
Con esso è possibile creare bio tessuti tridimensionali su scala micrometrica finemente modellati, realizzati con diversi tipi di cellule e vasi sanguigni. Il lavoro rappresenta un importante passo verso un obiettivo da sempre ricercato degli ingegneri dei tessuti: la creazione di strutture tessiturali umane sintetiche per testare la sicurezza e l’efficacia dei farmaci. Il metodo rappresenta anche un primo ma importante passo verso la realizzazione di protesi completamente funzionali per ricostruire il tessuto danneggiato o malato. Esso può essere progettato da dati TAC utilizzando un software CAD e stampato in 3D con un semplice click del mouse e infine utilizzato dai chirurghi per riparare o sostituire i tessuti danneggiati.Gli ingegneri dei tessuti hanno cercato per anni di riprodurre tessuti vascolarizzati umani in laboratorio abbastanza robusti da essere utilizzati come sostituti dei tessuti umani.
In passato si erano già stampati tessuti umani, ma essi erano limitati a strati sottili con uno spessore di circa un terzo di quello di una monetina. Il problema principale di tali strutture era quello che le cellule al suo interno andavano incontro a una carenza di ossigeno e nutrienti, e non avevano modo di rimuovere efficacemente il biossido di carbonio e altri rifiuti andavano incontro a morte certa. La Natura aggira questo problema permeando il tessuto con una rete di minuscoli vasi sanguigni sottili che nutrono il tessuto e rimuovono i rifiuti. La stampa 3D ha permesso di superare questo problema. Tale tecnologia eccelle nel creare strutture 3D ricche di dettagli. Per stampare strutture di tessuto 3D con un modello predefinito, sono stati utilizzati inchiostri funzionali con utili proprietà biologiche, così sono sati sviluppati “bio-inchiostri” compatibili con i tessuti umani, inchiostri contenenti gli ingredienti principali dei tessuti viventi. Un inchiostro contiene matrice extracellulare, il materiale biologico che salda le cellule in tessuti. Un secondo inchiostro contiene sia matrice extracellulare che cellule viventi. Infine per creare vasi sanguigni, è stato utilizzato un terzo inchiostro con una proprietà insolita: si scioglie al diminuire della temperatura. Questo ha permesso agli scienziati di stampare prima una rete interconnessa di filamenti, per poi sciogliere raffreddando il materiale e per aspirazione del liquido creare una rete di tubi cavi che emulano i vasi sanguigni garantendo cosi la sopravvivenza anche degli strati interni di cellule.
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