Bio-stampante 3D portatile in grado di stampare tessuto cutaneo su ferite profonde per avviare il processo di guarigione in meno di due minuti

Un team di ricercatori dell’Università di Toronto ha sviluppato un innovativo dispositivo di bio-stampa 3D. La loro bio-penna palmare è in grado di stampare tessuto cutaneo su ferite profonde per avviare il processo di guarigione e il processo può essere realizzato in un tempo notevolmente ridotto. La stampante portatile 3D per la pelle può formare il tessuto in situ, depositarlo e posizionarlo sul posto, il tutto entro due minuti o meno.

La ricerca è stata condotta dallo studente di dottorato Navid Hakimi, sotto la supervisione del professore associato Axel Guenther della Facoltà di scienze applicate e ingegneria, e in collaborazione con il Dr. Marc Jeschke, direttore del Ross Tilley Burn Center al Sunnybrook Hospital e professore di immunologia presso la Facoltà di Medicina. I risultati del loro progetto sono stati dettagliati in un articolo intitolato “Stampante per pelle portatile: Formazione in situ di biomateriali e tessuti planari”, pubblicato sulla rivista  Lab on a Chip.

Abbiamo già parlato degli eccitanti sviluppi nel campo in continua espansione della bio-stampa 3D , e il tessuto cutaneo stampato in 3D è forse una delle applicazioni più promettenti della tecnologia, con una serie di soluzioni efficaci per la rigenerazione del tessuto cutaneo ampiamente testate e approvato. Tuttavia, le attuali attrezzature di bio-stampa utilizzate nei laboratori tendono ad essere eccessivamente voluminose e di solito piuttosto costose e complicate, il che ha limitato il suo utilizzo in situazioni cliniche. La stampante 3D per pelle dei ricercatori di UoT potrebbe fornire una soluzione a questi problemi, offrendo un dispositivo di trattamento portatile economico e pratico per la cura delle ferite della pelle.

I pazienti con ferite profonde della pelle avranno spesso danni a tutti e tre gli strati della loro pelle: l’epidermide, il derma e l’ipoderma. L’attuale trattamento preferito è chiamato innesto cutaneo a spessore parziale, in cui la pelle sana del donatore viene innestata sull’epidermide superficiale e su parte del derma sottostante. Ci deve essere una sufficiente quantità di pelle del donatore per coprire tutti e tre gli strati perché questo approccio di innesto cutaneo a spessore differenziato sia efficace, ma raramente è possibile. Una parte dell’area ferita viene di solito lasciata “non innestata” o scoperta, il che porta a scarsi risultati di guarigione.

La bio-stampante 3D portatile del ricercatore UoT utilizza fogli di tessuto e uno speciale bio-inchiostro, che consente una migliore rigenerazione dei tessuti. I fogli di tessuto sono fissati su parti specifiche dell’area della ferita, per formare una base per ricrescere efficacemente la pelle danneggiata. Il bioinchiostro è costituito da biomateriali a base di proteine, tra cui il collagene, che è la proteina più abbondante nel derma, oltre alla fibrina, una proteina cruciale per la guarigione delle ferite. Questi materiali di bio-inchiostro scorrono in strisce verticali lungo l’interno di ciascun foglio di tessuto.

(Simile a un distributore di nastro, il dispositivo di stampa digitale 3D portatile ha le dimensioni di una piccola scatola da scarpe e pesa meno di un chilogrammo (2,2 libbre). Richiede anche un addestramento minimo da parte dell’operatore ed elimina le fasi di lavaggio e di incubazione che sono spesso richieste da molti dispositivi di bio-stampa 3D convenzionali. Il team spera che un giorno la loro bio-stampante 3D portatile possa essere utilizzata in un contesto clinico, al fine di rivoluzionare il trattamento delle ustioni e di altre importanti ferite della pelle.

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