3D bioprinting: sviluppata una nuova tecnica per il ripristino della cartilagine articolare

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Di tutte le innovazioni nelle tecnologie dell’additive manufacturing, quelle che coinvolgono il 3D bioprinting sono certamente tra le più emozionanti. Questo perché, tra le varie ragioni, il 3D bioprinting potrebbe essere la risposta futura – e ci riferiamo a un futuro molto prossimo – per la sostituzione di organi, nel caso in cui non ci possa essere un donatore disponibile in una situazione di vita o di morte. Ciò significa che i medici potranno presto avere la possibilità di bio-stampare in 3D, in pochi minuti, strati di cellule sostitutive non solo in laboratorio, ma anche direttamente in sala operatoria. Scenari, questi, propri di un prossimo domani visti i rapidi sviluppi che attualmente il 3D bioprinting sta  vivendo.

Tra gli sviluppi recenti, c’è uno studio internazionale, pubblicato anche sulla rivista Nature Communications, sull’uso efficace di materiali biocompatibili per la riparazione dei tessuti umani e, in particolare, per il ripristino della cartilagine articolare.

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Poiché la cartilagine richiede sia una resistenza meccanica, sia proprietà flessibili, i ricercatori della Technische Universität München (TUM), capeggiati dal Prof. Dietmar W. Hutmacher, hanno studiato un nuovo metodo di stampa 3D che utilizza una combinazione di ponteggi in microfibra e idrogel. Sono risultate, così, strutture biostampate in 3D con caratteristiche sia di rigidità che di elasticità proprie della cartilagine del ginocchio umano. I ricercatori ritengono che questo metodo sia in grado di sostenere la crescita di cellule di cartilagine umana, ma non solo: tale tecnica potrebbe beneficiare altre aree di tessuti molli, tra cui l’ingegneria tessutale degli organi e la ricostruzione del seno.

Per creare tali strutture, i ricercatori hanno utilizzato una tecnica relativamente nuova di fabbricazione additiva chiamata melt electrospinning writing, grazie alla quale un “collettore” materiale si muove ad una velocità sufficiente mentre le fibre del materiale fuso vengono depositate, strato dopo strato, dando vita ad una struttura tridimensionale. Tale metodo ha contribuito a fornire spazio per la crescita delle cellule, preservando al contempo la quantità desiderata di rigidità meccanica. La struttura che ne deriva, è un organismo che permette una guarigione naturale e aiuta a promuovere la crescita di nuovo tessuto.

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Il team di ricercatori provenienti da Australia, Germania, Paesi Bassi e Regno Unito, lavorando fianco a fianco, ha dato così vita ad un nuovo approccio che sembra essere molto promettente non solo per la riparazione comune, ma anche per altri importanti utilizzi, come la ricostruzione del seno dopo una mastectomia post-tumore o l’ingegneria tessutale del cuore.

Il Prof. Hutmacher e i suoi collaboratori, tra cui il Prof. Arndt Schilling, il dottor Jan-Thorsten Schantz, il dottor Elizabeth Balmayor, il Prof. Stefan Jockenhövel e il dottor Petula Mela, hanno annunciato che la prossima fase dei loro studi sarà incentrata sull’ingegneria dei tessuti del seno e del tessuto delle valvole cardiache.

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image credits: 3ders.org

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