Gli ingegneri del CMU trovano un modo innovativo per realizzare una stampante 3D a basso costo
A partire da una stampante 3D MakerBot, i ricercatori hanno attinto a hardware e software open-source per costruire un pezzo di tecnologia accessibile in grado di stampare su larga scala cellule cresciute in laboratorio.
Mentre le stampanti 3D hanno già suscitato un notevole interesse nel settore sanitario — facilitando gli interventi chirurgici difficili e aprendo la strada a protesi a basso costo — il concetto di biostampa su larga scala ha per lo più eluso l’industria medicale. Ma un recente passo avanti dal Collegio di Ingegneria dell’Università Carnegie Mellon (CMU) potrebbe cambiare tutto questo.
La biostampa, o la stampa di cellule cresciute in laboratorio per formare strutture viventi, ha la capacità di trasformare profondamente l’assistenza sanitaria.
“L’approccio potrebbe rivoluzionare la medicina rigenerativa, consentendo la produzione di tessuti e cartilagini complessi che potrebbero potenzialmente sostenere, riparare o aumentare le aree del corpo malate e danneggiate”, riferisce Science Daily.
Mentre i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology e di altri paesi stanno studiando come facilitare la biostampa a basso costo, queste opzioni sono spesso limitate in termini di dimensioni o disponibilità. La nuova soluzione open-source e a basso costo di CMU, che utilizza una stampante 3 D desktop standard, potrebbe aprire la porta alla stampa di biomateriali, come tessuti umani artificiali, e fluidi su larga scala, secondo una nuova carta rilasciata da CMU.
“La biostampa è stata storicamente limitata nel volume, quindi l’obiettivo è essenzialmente quello di ampliare il processo senza sacrificare il dettaglio e la qualità della stampa”, racconta Kira Pusch, autrice del documento e laureata in Scienze ed Ingegneria dei Materiali della CMU. “Ciò che abbiamo creato è un estrusore a pompa a siringa di grande volume che funziona con quasi tutte le stampanti open source a filamento (FDM). Questo significa che si tratta di un adattamento economico e relativamente facile per chi utilizza stampanti 3D”.
Ciò che rende unico il metodo di biostampa CMU è una tecnica che il laboratorio ha sviluppato chiamata Free Reversible Embedding of Suspended Hydrogels (FRESH) 3D Bioprinting che è stato progettato per stampare specificamente “materiali morbidi e vivi”, spiega Adam Feinberg, un altro autore del documento e professore associato di scienza dei materiali e ingegneria biomedica alla CMU, al Robotics Tomorrow. La tecnica consiste essenzialmente nello stampare il tessuto in un gel che viene poi accuratamente fuso per garantire che le cellule rimangano in vita.
Feinberg osserva che la tecnica è in grado di stampare una vasta gamma di cellule “tra cui collagene e altre proteine della matrice extracellulare”, che rappresentano la maggior parte dei tessuti del corpo.
“Di solito c’è un compromesso, perché quando i sistemi distribuiscono piccole quantità di materiale, abbiamo più controllo e possiamo stampare piccoli articoli ad alta risoluzione, ma man mano che i sistemi diventano più grandi, sorgono varie problematiche,” racconta Feinberg, che è anche membro della Bioengineered Organs Initiative alla Carnegie Mellon, il sito di notizie della CMU. “La biostampante 3D Large Volume Extruder (LVE) ci permette di stampare strutture di tessuto molto più grandi, su scala di un intero cuore umano, con elevata qualità”.
Dopo aver acquistato una stampante 3D MakerBot, il laboratorio ha iniziato il suo percorso verso la stampa biologica su larga scala e a basso costo. Nel corso di sei anni, i ricercatori hanno modificato la stampante utilizzando hardware e software open-source. Nello spirito di questo impegno, il team ha realizzato i suoi progetti per la stampante open source, sperando di approfondire la collaborazione e la scoperta in campo medico.
“In sostanza, abbiamo sviluppato una stampante biologica realizzabile per meno di 500 dollari, che vorrei dire è almeno alla pari di molte che costano molti più soldi,” dice Feinberg. “La maggior parte delle biostampanti 3D hanno un costo compreso tra $10.000 e $20.000. La nostra è molto meno costosa, e forniamo video didattici molto dettagliati. Si tratta davvero di democratizzare la tecnologia e cercare di metterla nelle mani di più persone”.
Tradotto in Italiano. Articolo originale: Health Tech Magazine
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