Una stampante 3D in grado di creare orecchie muscoli e tessuti ossei trapiantabili nel corpo umano
Gli scienziati con orientamento medico si stanno sempre più avvicinando ad essere in grado di stampare in 3d un organo funzionante da utilizzare in un paziente umano. Un importante passo avanti nel campo è stato annunciato oggi. Un team di scienziati di medicina rigenerativa del Wake Forest Baptist Medical Center ha sviluppato una biostampante capace di stampare strutture di tessuti vive , come ossa e organi. Gli scienziati hanno finora stampato un orecchio, un naso, e delle strutture muscolari, ed eseguito delle prove di successo sugli animali.
Secondo lo studio pubblicato su Nature Biotechnology, la bioprinter degli scienziati l’ Organ Printing System (ITOP) è in grado di depositare, materiali plastici, bio-degradabili che formano il guscio esterno di una struttura di tessuto, così come dell’ idrogel contenenti cellule umane. La combinazione consente alla stampante 3D, sviluppata da 10 anni, di costruire una forte struttura esterna per il tessuto, che si dissolverà una volta che le cellule abbiano formato una struttura di tessuto solido. Il processo avviene senza danneggiare le cellule.
Gli scienziati del Wake Forest che hanno sviluppato la nuova stampante 3D ha ottenuti modelli 3D accurati di parti del corpo umano mediante delle scansioni TC e RM una procedura che potrebbe alla fine essere replicata per fornire organi su misura per i pazienti umani. Gli organi stampati in 3d e prodotti per lo studio utilizzando i dati di scansione non sono stati ancora impiantati in esseri umani, ma sono stati invece stati testati sugli animali con grande successo.
Attaccati ai loro ospiti di origine animale, le strutture stampate in 3d maturate nel tessuto funzionale, permettono lo sviluppo di un sistema di vasi sanguigni, indicando che gli organi stampati in 3d potrebbero essere utilizzati anche nell’uomo. Per assicurare che le strutture sopravvivano abbastanza a lungo per integrarsi con il corpo, i ricercatori hanno ottimizzato gli idrogel cellulari che fanno da contenimento per promuovere la crescita cellulare, anche grazie alla stampa di un reticolo di micro-canali, un tessuto stampato in 3d attraverso il quale l’ossigeno e le sostanze nutritive possano fluire.
“Questa stampante di tessuti e organi è un importante passo avanti nella nostra ricerca per creare il tessuto di sostituzione per i pazienti”, ha detto Anthony Atala, M.D., direttore dell’Istituto Wake Forest per la medicina rigenerativa (WFIRM) e autore principale dello studio . “Si possono fabbricare tessuti umani stabili di qualsiasi forma ed in scala . Con un ulteriore sviluppo, questa tecnologia potrebbe essere potenzialmente utilizzata per stampare strutture dei tessuti e organi viventi per impianto chirurgico.”
Gli scienziati sono riusciti a stampare in 3d un orecchio per bambino nelle dimensioni, che è stato impiantato sotto la pelle di un topo. L’orecchio è sopravvissuto e ha mostrato segni di formazione di un sistema vascolare dopo uno, due mesi dopo l’impianto. Il tessuto muscolare stampato in 3d è stato a prodotto utilizzando la tecnologia ITOP, prima di essere impiantato nei ratti. Anche il tessuto muscolare è sopravvissuto, mostrando segni di vascolarizzazione dopo due settimane. “I nostri risultati indicano che il bio-inchiostro che abbiamo usato, in combinazione con i micro-canali, offre l’ambiente giusto per mantenere le cellule vive e per sostenere la crescita delle cellule e dei tessuti”, ha detto Atala.
“Lo sviluppo futuro della stampante è diretto alla produzione di tessuti per applicazioni sull’uomo, e per la costruzione di tessuti più complessi e organi solidi”, ha continuato Atala. “Quando si stampano tessuti e organi umani, naturalmente, abbiamo bisogno di assicurarci che le cellule sopravvivano, e la funzione è la prova finale. La nostra ricerca indica la possibilità di stampare ossa, muscoli, cartilagini per i pazienti. Useremo strategie simili per stampare organi solidi. ”
Il progetto di ricerca ha g ricevuto un finanziamento da parte dell’Istituto delle Forze Armate di Medicina Rigenerativa, un’organizzazione finanziata dal governo federale che cerca di implementare la medicina rigenerativa per le lesioni sul campo di battaglia.
