A Vienna stampata in 3D una placenta su un chip

Uno degli organi meno conosciuti nel corpo umano è la placenta. Si forma solo in presenza di un feto e il corpo lo espelle dopo la nascita del bambino, quindi la sua formazione e la sua funzione sono state molto difficili da studiare. Imparare di più su di esso, tuttavia, è fondamentale per comprendere le condizioni pericolose che possono minacciare la vita di entrambi madre e bambino. Un paio di anni fa, per studiare la preeclampsia, è stato creato il primo modello di placenta in 3D bioprintorato , e ora i ricercatori della TU Wien (Vienna) hanno stampato in 3D una placenta su un chip.

Gli organi su chip sono piccole colture cellulari che imitano la struttura e la funzione degli organi umani reali. I ricercatori del TU Wien hanno creato una placenta su un chip per studiare specificamente la permeabilità della placenta e ottenere una migliore comprensione di come funziona. Una delle cose a cui erano interessati era il modo in cui il glucosio passa dalla madre al bambino. Questo è importante perché gli studi hanno dimostrato che condizioni come il diabete e l’ipertensione possono passare da madre a figlio, ma è stato quasi impossibile studiare esattamente come ciò avvenga.

“Il trasporto di sostanze attraverso le membrane biologiche gioca un ruolo importante in vari settori della medicina”, ha affermato il professor Aleksandr Ovsianikov dell’Istituto di scienza e tecnologia dei materiali della TU Wien. “Questi includono la barriera emato-encefalica, l’ingestione di cibo nello stomaco e nell’intestino e anche la placenta.”

Ovsianikov e i suoi colleghi hanno sviluppato uno speciale processo di stampa 3D basato sul laser a femtosecondi per produrre membrane idrogel personalizzate direttamente all’interno di chip microfluidici, che vengono poi popolati con cellule placenta.

“Il nostro chip consiste di due aree: una rappresenta il feto, l’altra la madre”, ha detto Denise Mandt, che ha lavorato al progetto come parte della sua tesi. “Utilizziamo uno speciale processo di stampa 3D per produrre una partizione tra di essi, la membrana placentare artificiale.”
Denise Mandt
TU Wien ha passato anni a lavorare sulla stampa 3D ad alta risoluzione che utilizza raggi laser per creare strutture 3D, punto per punto, con risoluzioni nel campo del micrometro.

“Nel nostro caso si tratta di un idrogel con una buona biocompatibilità”, ha affermato Ovsianikov. “Basato sul modello della placenta naturale, produciamo una superficie con piccoli villi ricurvi. Le cellule placenta possono quindi colonizzarlo, creando una barriera molto simile alla placenta naturale. ”
I ricercatori possono utilizzare il chip per monitorare da vicino i parametri biologici come la pressione, la temperatura, la geometria e l’apporto di nutrienti della mini-placenta. Possono anche testare diversi farmaci sul tessuto stampato in 3D, osservando la progressione delle malattie e il tasso di cura.

“Questa tecnologia” organo su chip “è un approccio rivoluzionario in biomedicina, che negli ultimi anni ha suscitato un grande interesse per la diagnostica clinica, la biotecnologia e la farmaceutica”, ha affermato il professor Peter Ertl, responsabile della ricerca sul chip cellulare gruppo che ha svolto un ruolo chiave nel progetto. “La creazione di mini organi umani su un chip dovrebbe consentire lo sviluppo di approcci terapeutici specifici per il paziente e rappresenta anche un metodo vitale per sostituire gli esperimenti sugli animali.”
Nei test iniziali, la placenta su un chip si è comportata come fa una placenta naturale, permettendo alle piccole molecole di passare attraverso il mantenimento di quelle più grandi. Il modello stampato in 3D sarà utilizzato per studiare il trasporto dei nutrienti dalla madre al feto.

Puoi leggere di più sullo studio in un documento intitolato ” Fabbricazione di strutture di barriera placentare all’interno di un dispositivo microfluidico che utilizza la polimerizzazione a due fotoni “.

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