Stampa in 3D di strutture cerebrali per trattare malattie neurodegenerative

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Un team di scienziati dell’Università di Manchester sta esplorando l’uso del 3Dbioprinting come supporto per curare malattie neurodegenerative come l’Alzheimer. La tecnologia di 3D bioprinting potrebbe essere utilizzata per produrre modelli e strutture che imitano da vicino l’unità neurovascolare (NVU).

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La NVU è un sistema complesso costituito da parti vascolari e neurali. La comunicazione tra questi due componenti è una parte importante del mantenimento di un cervello sano e l’NVU svolge un ruolo chiave nel fornire al cervello sostanze nutritive e ossigeno. Agisce anche come una sorta di sistema di rimozione di composti tossici nocivi, garantendo che il cervello rimanga sano e funzionante. Quando la NVU non funziona in modo fluido può causare alcune condizioni neurodegenerative come il morbo di Alzheimer, il Parkinson e l’ictus.

Per studiare cosa succede durante una disfunzione di NVU e per capire meglio come trattare le condizioni neurodegenerative, i ricercatori dell’Università di Manchester stanno sviluppando bioprotesi in 3D che imitano le interazioni tra le cellule e le diverse parti della NVU.
Al momento, gli scienziati stanno conducendo ricerche utilizzando modelli animali, anche se la possibilità di studiare e lavorare con un modello NVU fatto di cellule umane sarebbe vantaggiosa. Grazie alle tecnologie di bioprinting e ai progressi nell’ingegneria dei tessuti, tuttavia, questa possibilità sta diventando sempre più fattibile.

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Le tecniche di bioprinting sono in grado di depositare materiali di idrogel incorporati con diversi tipi di cellule in una data struttura. “Ad esempio, le cellule endoteliali possono essere stampate in modelli che imitano la microvascolatura dell’unità vascolare, mentre i neuroni possono essere depositati come parti interconnesse per fabbricare il componente neurale“, spiega Cosimo Ligorio, un collaboratore di medicalphysicsweb. “Inoltre, queste due componenti possono essere interfacciate semplicemente stampandole come due strati consecutivi per simulare le interazioni neurovegetali.“.

Questi modelli biostampati in 3D possono essere regolati con precisione per adattarsi alla composizione meccanica e biochimica della NVU reale regolando e modificando i bioink utilizzati. Questi bioink possono variare in rigidità, porosità, composizioni chimiche e altro ancora. Tutte queste variazioni possono essere determinate “stampando materiali naturali o sintetici con caratteristiche intrinseche“. Lo sviluppo di modelli di NVU in 3D potrebbe consentire ai ricercatori di studiare le malattie neurodegenerative su più ampia scala e in profondità, e inoltre potrebbe essere un passo cruciale nella ricerca di trattamenti.

Lo studio del team dell’Università di Manchester è stato recentemente pubblicato sulla rivista Trends in Biotechnology.

credits: 3ders.org

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