The Bioprinting Roadmap

Il futuro della ricerca sulla bioprinting ha una nuova road map

Miglioramento dell’efficienza, ottimizzazione della tecnologia, aumento della consapevolezza, riduzione dei costi e dei tempi, sono tutti tratti che derivano da road map strategiche e, nel caso della bioprinting , in cui i risultati incidono sull’ingegneria dei tessuti , risultati su misura per i pazienti, terapia rigenerativa e molto altro inoltre, avere un progetto per l’intero settore sembra un’idea brillante. Soprattutto quando questo progetto evidenzia alcune delle sfide sulla strada per raggiungere uno sviluppo scientifico significativo e innovativo.

Pubblicato nel Journal of Biofabrication Journal dell’IOP , ” The Bioprinting Roadmap ” presenta i progressi nelle applicazioni selezionate di bioprinting ed evidenzia lo stato degli sviluppi e delle sfide attuali, nonché i progressi previsti nella scienza e nella tecnologia. La tabella di marcia riunisce ricercatori, specialisti e medici di una miriade di università, istituzioni e ospedali in tutto il mondo, unendo le loro conoscenze per concentrarsi su diversi aspetti della tecnologia di bioprinting. Questi includono: Jürgen Groll, professore di materiali funzionali in medicina e odontoiatria presso l’ Università di Würzburg in Germania; Binil Starly, professore di ingegneria meccanica alla North Carolina State University; Andrew Daly, un chirurgo ortopedico presso l’ Emory University Hospital ; Jason Burdick, bioingegnere dell’Università della Pennsylvania ; Gregor Skeldon, scrittore medico di scienze biologiche a Maverex , nel Regno Unito; Wenmiao Shu, professore di ingegneria biomedica all’Università di Strathclyde a Glasgow; Dong-woo Cho, ingegnere meccanico presso la Pohang University of Science and Technology ; Vladimir A. Mironov, direttore scientifico di 3D Bioprinting Solutions e molti altri.

La tabella di marcia si concentra su un ampio spettro di argomenti, in modo dettagliato e leggibile che mette in mostra un’ampia conoscenza del campo da parte dei suoi autori, nonché una grande quantità di ricerche che sono state messe nella realizzazione della guida. L’articolo è classificato nelle seguenti sezioni:

Tracciare i progressi dall’espansione delle celle alla stampa 3D delle celle
Esame degli sviluppi e delle sfide nei bioink utilizzati per la bioprinting
Esaminare la bioprinting delle cellule staminali
Presentazione di una strategia per la bioprinting dei sistemi vascolari e dell’assemblaggio dei tessuti:
Esaminare il potenziale per l’utilizzo di tessuti bioibridi stampati in 3D come modelli biologici in vitro per lo studio delle malattie
Analizzare come la bioprinting 3D può essere utilizzata per lo sviluppo di organi su un chip
Produzione biologica di sistemi abitativi ingegnerizzati multi-cellulare
Esplorare come i ricercatori stanno spingendo i confini con la bioprinting nello spazio
Indagare sugli sviluppi delle tecnologie di bioprinting
L’introduzione del lavoro di ricerca è stata affidata a Wei Sun, professore di cattedra del College of Engineering della Drexel University di Filadelfia e della Tsinghua University di Pechino, in Cina, che ha detto a IOP Publishingche “ci sono una serie di sfide da superare, tra cui la necessità di una nuova generazione di nuovi bioink con proprietà multifunzionali per trasportare, proteggere e far crescere le cellule meglio durante e dopo la stampa; migliori processi di stampa e stampanti per fornire celle con elevata sopravvivenza e alta precisione; tecniche di reticolazione e reticolanti efficienti ed efficaci per mantenere l’integrità e la stabilità della struttura dopo la stampa; integrazione con dispositivi microfluidici per fornire a lungo termine e un ambiente fisiologico simulato per la coltura di modelli stampati. “

Wei Sun (Credit: Università Drexel)

“A causa dei rapidi progressi nelle tecniche di bioprinting e delle loro applicazioni ad ampio raggio, la direzione in cui il campo dovrebbe avanzare è ancora in evoluzione”, ha continuato Sun. “La tabella di marcia mira a rispondere a questa esigenza insoddisfatta fornendo un riepilogo completo e raccomandazioni, utili sia ai ricercatori esperti che ai neofiti del settore”

La ricerca fa luce sui principali blocchi stradali da superare in futuro. Gli specialisti ritengono che le prossime tecnologie useranno “modalità multiple” in un’unica piattaforma e “nuovi processi, come le tecniche di bioprinting degli aggregati cellulari” per creare costrutti di tessuto scalabili, strutturalmente stabili e perfusibili. Ma nel frattempo le sfide che rimangono sono molte. Nella sua introduzione, Sun parla della necessità di una nuova generazione di nuovi bionink con proprietà multifunzionali per trasportare, proteggere e far crescere meglio le cellule durante e dopo la stampa; migliori processi di stampa e stampanti per fornire celle con elevata sopravvivenza e alta precisione; tecniche di reticolazione e reticolanti efficienti ed efficaci per mantenere l’integrità strutturale e la stabilità del bioink dopo la stampa e l’integrazione condispositivi microfluidici per fornire un ambiente fisiologico a lungo termine e simulato in cui coltivare i modelli stampati.

Altri ricercatori hanno sottolineato l’importanza di migliorare ulteriormente i sistemi di espansione cellulare basati sui bioreattori per ridurre gli ostacoli all’adozione del bioprinting nei mercati dei prodotti di medicina rigenerativa e ingegneria dei tessuti. Skeldon e Shu suggeriscono che la bioprinting delle cellule staminali può essere realizzata se gli scienziati trovano un modo per ridurre lo stress da taglio delle cellule staminali della bioprinting .

Un altro ostacolo sono gli alti costi di produzione e la difficoltà di avere una produzione su larga scala di organoidi. Jinah Jang e Dong-Woo Cho dell’Università di Scienza e Tecnologia di Pohang suggeriscono che ci sono stati notevoli progressi nella ricreazione di vascolarizzazioni e grandi organi anche se le sfide rimangono immense.

Considerando che alcuni dei punti salienti della ricerca includono nuovi vantaggi della bioprinting nello spazio, considerando che le condizioni di microgravità consentono la bioprinting 3D di strutture di tessuti e organi di geometrie più complesse con vuoti, cavità e tunnel; espansione cellulare come fase critica del processo a monte per la produzione di cellule e tessuti; la grande promessa delle cellule staminali nella ricerca e nelle applicazioni biomediche, che attraverso la bioprinting, possono essere posizionate in particolare in 3D rispetto ad altri tipi di cellule e / o biomateriali, nonché i progressi nella biologia delle cellule staminali e nella cultura in vitro che si stanno aprendo nuove porte alla medicina rigenerativa e migliori saggi fisiologici basati su cellule per modelli di malattia .

Con così tanti progressi nella bioprinting in tutto il mondo e sfide ancora da superare, sia i ricercatori esperti che i nuovi arrivati ​​troveranno un riassunto interessante e completo del settore della bioprinting. Questo piano di gioco può aiutare i ricercatori a riunirsi per creare nuovi processi innovativi e colmare le lacune tecnologiche attuali, come suggeriscono i ricercatori.

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