Un metodo innovativo permette la stampa in 3D di tessuti organici

Ripensando totalmente il metodo di stampa, presto si potranno sviluppare tecniche di produzione su scala industriale, che impatteranno l’attuale sistema sanitario.

Gli scienziati dell’Università di Oxford hanno sviluppato un metodo radicalmente nuovo per stampare in 3D delle cellule coltivate in laboratorio. Queste cellule possono essere utilizzate per formare complessi tessuti organici e cartilagine per poter supportare, riparare o migliorare le parti malate o danneggiate del corpo.

Stampare dei tessuti vivi con altissima risoluzione è un processo molto difficile, dato che le cellule molto spesso si muovono all’interno delle strutture stampate con il rischio di collassare su sè stesse. Perciò il team ha dovuto ripensare al processo di produzione dei tessuti, come l’assemblaggio di piccole goccioline di qualche nanolitro. Le cellule sono avvolte in un guscio lipidico (compatibile con gli olii), assemblato strato dopo strato nella struttura viva delle cellule.

Costrutti cellulari stampati in 3D. (credit: Alexander D. Graham et al./Scientific Reports)

Nell’immagine viene schematizzato il processo. L’ugello della stampante espelle il bio-inchiostro contenente le cellule, in un olio contenente lipidi. La posizione delle goccioline viene programmata dalla stampante, ma la loro coesione è dovuta allo strato di lipidi. Il risultato è sulla parte destra dell’immagine, in cui sono state organizzate 700 cellule dei reni umani.

Questo nuovo metodo incrementa il tasso di sopravvivenza delle singole cellule e permette la creazione di tessuti umani goccia dopo goccia. I costrutti cellulari, una volta completati, possono imitare, o addirittura migliorare, i tessuti naturali.

“Il nostro scopo era quello di stampare strutture tridimensionali di tessuti vivi, che potevano avere lo stesso comportamento e la stessa fisiologia dei tessuti presenti nel corpo umano. Ad oggi, ci sono pochissimi esempi di tessuti stampati che rispettano la complessa struttura cellulare di quelli originali. Per questo ci siamo concentrati su una piattaforma di stampa ad alta risoluzione, dai componenti piuttosto economici, che sia in grado di replicare la struttura complessa di una grande varietà di cellule, incluse le staminali,” Dr. Alexander Graham, autore della ricerca e scienziato all’OxSyBio, Istituto di Biologia Sintetica dell’Università di Oxford.
Un tessuto artificiale contenente due popolazione di cellule embrionali di reni umani stampato in una struttura ad albero all’interno di un cubo (credit: Sam Olof/Alexander Graham)

I ricercatori sperano che questi materiali, attraverso i continui sviluppi, possano un giorno avere un grosso impatto sulla sanità in tutto il mondo, e inoltre di eliminare i test clinici sugli animali. Gli scienziati pensano di sviluppare nuove tecniche di stampa complementari in maniera tale da permettere la stampa di materiali vivi e ibridi , così da produrre tessuti su scala industriale.

“Crediamo nella possibilità di creare trattamenti personalizzati, utilizzando le cellule provenienti dal paziente stesso e che imitano i comportamenti dei tessuti originali. In futuro, i tessuti stampati in 3D potranno anche essere utilizzati per applicazioni di diagnostica — ad esempio, per fare uno screening antidroga o per rilevare la presenza di tossine”, Dr. Sam Olof, Direttore del reparto Tecnico di OxSyBio.

Tradotto in Italiano. Articolo originale: Kurzweil AI


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