Stampa in 3D di celle per la produzione di tessuti umani quali legamenti e tendini con una stampante 3D modificata e cellule staminali prelevate da tessuto grasso

Un team di ingegneri biomedici dell’Università dello Utah ha sviluppato un metodo per stampare celle 3D per la produzione di tessuti umani quali legamenti e tendini utilizzando una stampante 3D modificata e cellule staminali prelevate da tessuto grasso.

Le persone che soffrono di tendini danneggiati, legamenti o rotture del disco spinale potrebbero semplicemente avere un nuovo tessuto di ricambio stampato e infine impiantato nell’area danneggiata, secondo un nuovo documento pubblicato nel Journal of Tissue Engineering, Part C: Methods .

Attualmente, i tessuti di ricambio per i pazienti possono essere prelevati da un’altra parte del corpo del paziente o talvolta da un cadavere, ma possono essere di scarsa qualità. Questa tecnica di stampa 3D può risolvere questi problemi.

“Consentirà ai pazienti di ricevere tessuti sostitutivi senza interventi chirurgici aggiuntivi e senza dover raccogliere tessuto da altri siti, che ha la propria fonte di problemi”, dice Robby Bowles, professore assistente all’ingegneria biomedica dell’Università dello Utah, che ha co-autore il documento insieme a l’ex studente del master in ingegneria biomedica U, David Ede.

Il metodo di stampa 3D, che ha richiesto due anni di ricerche, consiste nel prelevare cellule staminali dal tessuto grasso del paziente e stamparle sulla superficie di un idrogel, per formare un tendine o un legamento che successivamente crescerà in vitro in una coltura prima di essere impiantato.

Ma è un processo estremamente complicato perché quel tipo di tessuto connettivo è costituito da cellule diverse in schemi complessi. Ad esempio, le cellule che formano il tendine o il legamento devono quindi passare gradualmente alle cellule ossee in modo che il tessuto possa attaccarsi all’osso.

Bowles e il suo team hanno lavorato con Carterra, un’azienda con sede a Salt Lake City, che produce dispositivi microfluidici per la medicina, per sviluppare una speciale testina di stampa per la stampante 3D in grado di deporre le cellule umane nel modo controllato di cui hanno bisogno. Come si vede nel video qui sotto, le cellule viaggiano attraverso un canale microfluidico nella stampante e si appoggiano sulla superficie di un idrogel.

“Questa è una tecnica in un modo molto controllato per creare un modello e organizzazioni di celle che non è possibile creare con tecnologie precedenti”, afferma Bowles del processo di stampa. “Ci consente di posizionare in modo molto preciso le celle dove le vogliamo”.

Per dimostrare il concetto, il team ha stampato cellule geneticamente modificate che si illuminano di un colore fluorescente in modo che possano vedere come sono state stampate.

Bowles ha detto che la tecnologia attualmente è progettata per la creazione di legamenti, tendini e dischi spinali, ma “potrebbe letteralmente essere usata per qualsiasi tipo di applicazione di ingegneria tissutale o anche per interi organi”, dice. E la tecnologia della testina di stampa potrebbe essere adattata a qualsiasi tipo di stampante 3D.

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