PIÙ VICINI ALLA STAMPA TRIDIMENSIONALE DEL CUORE

 

Oltre 4.000 americani sono in lista d'attesa per un trapianto di cuore e con l'attuale carenza di organi questi pazienti non hanno molte possibilità di sopravvivere anche perché il tessuto cardiaco non è in grado di guarire se stesso una volta danneggiato. Ora un recente lavoro di un gruppo di ricercatori della Carnegie Mellon University di Pittsburgh (Pennsylvania) potrebbe un giorno condurre a non avere più necessità dei trapianti per sostituire i cuori danneggiati. Attraverso immagini di risonanza magnetica delle arterie coronariche e di immagini tridimensionali di cuori embrionali i ricercatori sarebbero riusciti a stampare in 3D supporti per accogliere cellule cardiache con una risoluzione senza precedenti. La novità è che questa volta per la stampa 3D sono stati utilizzati materiali molto morbidi come collagene, alginati e fibrina.

«Negli ultimi dieci anni la stampa 3D di vari materiali è stata una vera svolta nell'ingegneria tissutale, ma, sino ad ora, nessuno aveva messo a punto un metodo per assemblare comuni gel come il collagene o la fibrina», spiega Adam Feinberg, Professore associato di Scienza dei Materiali e Ingegneria Biomedica presso la Carnegie Mellon University. Infatti, le stampanti 3D, diciamo tradizionali, costruiscono oggetti duri tipicamente in plastica o metallo e funzionano depositando materiale su più strati per creare l'oggetto 3D. La stampa di ogni strato richiede quindi un supporto robusto degli strati sottostanti e questo ha reso particolarmente difficile l'utilizzo di materiali morbidi come il gel. La sfida con materiali morbidi (pensate alle le comuni gelatine che mangiamo) è che crollano sotto il loro stesso peso quando vengono stampate in 3D.
Per ovviare a questo problema è stato sviluppato un metodo di stampa all'interno di una vasca di supporto. «In sostanza, stampiamo un gel all'interno di un altro gel e questo ci permette di posizionare con precisione il materiale morbido già in fase di stampa, strato per strato», spiega l'autore. Uno dei principali risultati di questa tecnica, denominata "fresca", o "a mano libera reversibile" è che il supporto di gel può essere facilmente sciolto, maneggiato e rimosso mediante riscaldamento a temperatura corporea, senza alcun danneggiamento delle delicate molecole biologiche o cellule viventi che sono state bio-stampate.

Come passo successivo il gruppo sta lavorando per incorporare cellule cardiache reali in queste strutture, la cui stampa in 3D dovrebbe fornire il ponteggio ideale alla forma contrattile del muscolo cardiaco. L'ultimo aspetto, non meno interessante, è che pur essendo il bioprinting un settore in crescita, fino ad oggi la maggior parte dei bioprinters 3D ha avuto costi molto rilevanti (oltre i 100.000 dollari) e ha richiesto competenze specialistiche per operare. Questo ne ha limitato una più ampia diffusione.

Il gruppo di Feinberg, invece, è stato in grado di applicare la sua tecnica su una gamma di stampanti 3D a livello di consumatore e cioè con costi inferiori a 1000 dollari, utilizzando hardware e software open-source. Quindi non solo un perfezionamento dei parametri di stampa che hanno massimizzato la qualità dei tessuti, ma anche un basso costo di realizzazione che ha permesso di accelerare lo sviluppo di nuovi materiali e di innovare questo importante settore dell'Ingegneria Biomedica, da cui ormai ci si può aspettare di tutto.

Bibliografia Hinton TJ, Jallerat Q, Palchesko RN, Feinberg AW, et al. Three-dimensional printing of complex biological structures by freeform reversible embedding of suspended hydrogels. Science Advances 2015; 1 (9): e1500758.

 

(fonte: Trapianti.net)

 

 

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