Organi e tessuti cellulari stampati – La nascita delle bio-stampanti 3D
Gli studi di ingegneria molecolare stanno progredendo sempre di più attraverso l'ausilo di tecnologie migliori e innovative. Presto sarà anche possibile stampare tessuti e organi umani che potranno essere impiantati. Le stampanti 3D partecipano a queste ricerche facendosi carico dell'automatizzazione del procedimento.
Tecniche
Nuove tecniche per formare vasi sanguigni, tessuti, organi ecc. in maniera artificiale e controllata sono studiate nelle maggiori università biomediche del mondo.
Allo University College di Londra è stato messo a punto un procedimento chiamato "elettroidrodinamica". La tecnica viene così descritta:
Cellule umane viventi in sospensione in un liquido vengono spinte attraverso un ago di acciaio dal diametro di 500 micron con un flusso controllato. Quindi viene applicata una corrente fino a 30kV in corrispondenza dell'ago, che conferisce una carica al liquido. Il campo elettrico quindi converte il liquido in un getto che diventa instabile e si disperde in miriadi di piccolissime gocce.
Al Dipartimento Farmaceutico dell'Università dello Utah è stato creato un idrogel, che grazie alla sua pronunciata biocompatibilità si rivela molto efficace per fare da supporto alle cellule che andranno a formare i tessuti stampati.
Al Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology è nata invece la "polimerizzazione multifotonica", attraverso la quale viene prodotto un materiale che può simulare la consistenza di vaso sanguigno, che può essere impiantato senza incorrere in alcun tipo di rigetto.
Tecnologie
If someone asked the question in 1960, 'How long would it take to put a man on the moon,' they would have one answer. And if someone asked the question in 1964 they would have a very different answer.
Se qualcuno avesse chiesto nel 1960, 'Quanto tempo passerà prima che l'uomo possa andare sulla luna?' avrebbe avuto una risposta. E se qualcuno avesse posto la stessa domanda nel 1964 ne avrebbe ricevuta un'altra molto diversa.
Questo è quanto afferma Keith Murphy, CEO e cofondatore della startup, Organovo, riguardo i tempi delle bio-stampanti, facendo intuire che gli sviluppi prossimi saranno esponenziali. Una delle società più attive in questo settore, la Invetech, prevede infatti di costruire a breve bio-stampanti 3D adatte. Queste saranno affidate all'azienda Organovo, che metterà a punto il procedimento per far funzionare l'hardware fornitole.
La stampante progettata dispone di due ugelli molto precisi, controllati roboticamente, uno per le cellule e l'altro per una matrice di supporto come l'idrogel. E proprio come un progetto di stampa 3D tradizionale, al computer è necessario creare un disegno tridimensionale del tessuto. Il "bio-ink" sarà composto da cellule staminali o da materiale organico raccolto nelle biopsie.
Invetech ci informa sulle possibilità di questa tecnologia affermando che:
The initial focus of the bioprinter is on producing simple tissues, like blood vessels and nerve conduit, but potentially any tissue or organ can be built.
L'obiettivo iniziale delle bio-stampanti è quello di produrre semplici tessuti, come vasi sanguigni e condutture nervose, ma potenzialmente qualunque tessuto o organo può essere creato.
Infine un altro esperto del settore, Vladimir Mironov, direttore del MUSC Bioprinting Center alla Medical University of South Carolina ha stilato un report dal titolo "How to print Organ?" dove spiega nel dettaglio le procedure che vengono attuate per rendere possibile questa scienza pioneristica.
Alessio Melandri
