L’applicazione del mese: alla scoperta della microstampa 3D in medicina
In che modo la tecnologia di microstampa 3D può rivoluzionare il settore della medicina e far progredire la ricerca? Può essere utilizzata per creare dispositivi medici, trattamenti per vari tipi di malattie o tessuti e organi funzionali? Boston Micro Fabrication si sta ponendo tutte queste domande e si è unita a un programma guidato dall’Università di Nottingham, più precisamente dal Centre for Additive Manufacturing dell’istituzione. Il progetto, denominato “Dial Up”, è finanziato da una sovvenzione dell’EPSRC e mira a “standardizzare la stampa 3D nelle applicazioni di tecnologia medica e scienze della vita”. La tecnologia di microstampa di Boston Micro Fabrication viene quindi attualmente utilizzata per sviluppare diverse applicazioni nel settore medicale: cerotti intestinali per combattere alcune malattie croniche, microstrutture per controllare il fenotipo delle cellule, ecc.
I vantaggi della produzione additiva per il settore medicale sono ormai noti. I professionisti del settore sanitario sono sempre più interessati a questa tecnologia, che consente di sviluppare dispositivi su misura, migliorare gli strumenti o persino i supporti per la formazione in chirurgia, ad esempio. A seconda della tecnologia utilizzata, si possono anche raggiungere livelli elevati di precisione e risoluzione. In ogni caso, questo è uno dei valori aggiunti della tecnologia di microstereolitografia di Boston Micro Fabrication. Offre soluzioni di microstampa ripetibili, precise e accurate, con una risoluzione fino a 2 micron. Con le sue stampanti 3D è possibile ottenere risultati molto fini, caratteristiche e geometrie complesse.
I professori Ricky Wildman e Felicity Rose del Biodiscovery Institute dell’Università di Nottingham con John Kawola, CEO del BMF.
In questo contesto, il progetto Dial Up sta testando il processo di microstampa del BMF e sviluppando diverse applicazioni pratiche per il settore medico. La prima riguarda le malattie intestinali: l’obiettivo è creare un cerotto in grado di rigenerare il tessuto intestinale infiammato. Il cerotto deve essere posizionato all’interno del corpo del paziente e non deve essere invasivo. Inoltre, i materiali utilizzati devono avere caratteristiche simili a quelle delle cellule dell’organismo. Si tratta di vincoli che non possono essere superati da tutte le tecnologie di stampa.
Oltre a questo progetto, i ricercatori stanno sviluppando microarchitetture in grado di controllare e dirigere il fenotipo delle cellule, cioè “tutte le caratteristiche anatomiche, fisiologiche e antigeniche che permettono di identificare e classificare ogni tipo di batterio o virus”. Ciò favorirebbe la creazione di microparticelle in grado di condurre le cellule staminali nell’area desiderata.
Nucleo del reattore stampato in 3D per la sintesi di piccole molecole organiche. I reagenti fluiscono nella struttura dove gli enzimi intrappolati catalizzano la loro reazione in molecole di prodotto utili. La tecnologia di microstampa 3D di BMF è stata utilizzata per creare l’idrogel funzionale (foto: Biodiscovery Institute dell’Università di Nottingham).
Infine, il team di ricerca sta esaminando il problema del rigetto dei dispositivi medici da parte dell’organismo. Oggi troppi dispositivi medici non sono ancora integrati correttamente nel corpo umano, con conseguenze potenzialmente gravi per il paziente. Nel corso della ricerca, il team si è reso conto che i materiali di questi dispositivi impiantabili e i modelli fisici di superficie – o topografie – avevano una grande influenza sul modo in cui il dispositivo veniva accettato. La tecnologia BMF viene quindi utilizzata per scalare i risultati ottenuti e consentire la creazione di dispositivi medici impiantabili per i quali i materiali e le topografie sono stati testati e convalidati.
Il progetto di ricerca condotto dall’università inglese è infatti un modo per trovare nuovi modi di produrre dispositivi medici su misura per migliorare l’assistenza sanitaria. Infine, i ricercatori sperano di utilizzare l’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico per raccogliere il maggior numero di dati possibile e ideare modelli più efficienti per i loro processi di produzione.
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*Crediti foto copertina: BMF
