Parti viventi del corpo stampate in 3D

Negli Usa realizzate matrici 3D per tessuti biologici impiantabili nel corpo umano

[16 febbraio 2016]

3D corpo 1

Lo Studio “A 3D bioprinting system to produce human-scale tissue constructs with structural integrity”, pubblicato su Nature Biotechnology da un team di ricercatori del Wake Forest Institute for Regenerative Medicine  ricorda che  per l’ingegneria dei tessuti viventi la produzione di costrutti tridimensionali (3D) cellulari vascolarizzati è una sfida enorme, ma  presentano un integrated tissue–organ printer (ITOP) in grado di realizzare tessuti stabili, utilizzabili per gli esseri umani.

I ricercatori hanno dimostrato che l’ITOP funziona realizzando un osso cranicoe cartilagine (un frammento osseo di mascella,un orecchio di bambino) e un muscolo  e dicono che «lo sviluppo futuro della ITOP è rivolto alla produzione di tessuti per applicazioni umane e alla costruzione di tessuti più complessi e organi solidi».

Ossa,  muscoli e cartilagine sono stati impiantati su animali e funzionato normalmente. Gli esperti dicono che la tecnologia, sviluppata negli Stati Uniti, è «Un’oca che fa davvero uova d’oro».

L’idea di mettere singole cellule umane in una matrice per sostituire una mascella danneggiata, un orecchio mancante o muscolo cardiaco sembra molto promettente, ma fino ad ora il grosso problema era di mantenere vive le cellule affamate di ossigeno e nutrienti nei tessuti più spessi di 0,2 millimetri.

Il team statunitense ha sviluppato una nuova tecnica che stampa in 3D un tessuto crivellato di micro-canali, un po’ come una spugna, consentendo così alle sostanze nutrienti di penetrare nel tessuto e dice che «La tecnica permette di creare tessuti strutturalmente stabili e delle dimensioni adatte: ora dobbiamo perfezionarla ulteriormente, anche per poter usare una più ampia varietà di cellule». .

L’ITOP è formato da una plastica biodegradabile che fornisce la struttura e da in idrogel che contiene le cellule e le  incoraggia a crescere. Quando le strutture sono state impiantate negli animali, la bioplastica si è dissolta ed è stata  stato sostituita da una “matrice”  naturale strutturale di proteine ​​prodotte dalle cellule. Intanto nell’impianto crescevano vasi sanguigni e nervi.

Il leader del team del Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, Anthony Atala, ha detto che ora i tessuti potrebbero essere stampati a misura d’uomo, ma, anche se gli impianti hanno la stessa resistenza dei tessuti umani, i ricercatori aspettano di vedere quanto durano. Atala però è convinto che «La stampa 3D stava aprendo nuove porte alla medicina – ha detto a BBC News – Diciamo che un paziente si è  presentato con un infortunio all’osso della mascella e c’è un segmento mancante. Si portare il paziente a fare l’imaging e poi ci sarebbe prendere i dati dell’imaging e trasferirli attraverso il nostro software per portare la stampante a creare un pezzo di mandibola che si adatterebbe proprio al paziente».

Tecniche simili, in cui viene costruita una matrice biodegradabile e poi vengono introdotte le cellule, sono o già utilizzate sui pazienti. Proprio al Wake Forest due anni fa è stata impiantata una vagina costruita in laboratorio, ma la gamma di trattamenti è ancora limitata dalla possibilità di mantenere in vita le cellule.

Atala aggiunge che lo studio dimostra che è possibile stampare un tessuto morbido come  cartilagine e uno duro come un osso e spera che il lavoro su queste tecnologie riesca a realizzare altri tessuti umani, con lo scopo finale di stamparli direttamente in un paziente.

Martin Birchall, un chirurgo dell’University College di Londra, ha detto alla BBC che i risultati sono sorprendenti: «La prospettiva di stampa di tessuti e organi umani per l’impianto èera realistica entro un  certo tempo, ma confesso che non mi aspettavo di vedere progressi così rapidi. Sono riusciti a creare quello che sembra essere l’oca che fa davvero uova d’oro!» Ma pur aggiungendo che occorre fare ancora molta ricerca  prima che la stampante possa essere utilizzato per pazienti umani, ha concluso: «Data la portata di questa svolta, il progresso in altri campi, le risorse disponibili per i ricercatori della Wake Forest e gli imperativi per la salute umana, io credo che ci vorrà meno di un decennio prima che i chirurghi come possano sperimentazione organi e tessuti stampati su misura. Non vedo l’ora!»