Ricercatori utilizzano l’IA e il 3D bioprinting per personalizzare gli innesti gengivali

Un team dell’Università Nazionale di Singapore (NUS) ha ideato un metodo per creare innesti gengivali su misura combinando bioprinting 3D e intelligenza artificiale (IA). La nuova tecnica, guidata dal professore assistente Gopu Sriram della Facoltà di Odontoiatria, offrirebbe una soluzione più adattabile e meno invasiva rispetto ai metodi tradizionali, che spesso prevedono il prelievo di tessuto dalla bocca del paziente, un processo che può essere doloroso e limitato dalla quantità di tessuto disponibile.

Questo approccio potrebbe quindi semplificare il trattamento dei problemi gengivali, come quelli associati alle malattie gengivali o agli impianti dentali. Creando innesti perfettamente adattati a ciascun paziente, si potrebbe non solo migliorare l’efficacia dei trattamenti, ma anche ridurre il disagio e limitare il rischio di complicazioni, come le infezioni, durante il periodo di recupero.

Bioprinting 3D e IA: una svolta per gli innesti gengivali personalizzati

Tradizionalmente, questi innesti vengono eseguiti prelevando il tessuto direttamente dalla bocca del paziente, ma questo metodo può avere dei limiti, offre una quantità limitata di tessuto e può portare a complicazioni. Per superare questi inconvenienti, i ricercatori si stanno rivolgendo alla biostampa 3D. Hanno sviluppato uno speciale bioinchiostro che promuove la rigenerazione cellulare, garantendo al contempo una stampa accurata e una struttura tissutale stabile. Il successo del 3D bioprinting dipende da diversi fattori chiave, come la pressione di estrusione, la velocità di stampa, la dimensione dell’ugello, la viscosità del bioinchiostro e la temperatura della stampante. In passato, questi parametri venivano regolati manualmente, attraverso tentativi ed errori, un processo lungo e costoso. Per migliorare questa fase, l’integrazione dell’IA ha permesso di semplificare il lavoro. Il professor Dean Ho, responsabile dell’ingegneria biomedica della NUS, ha spiegato: “L’IA ha trasformato il nostro approccio, riducendo il numero di prove necessarie per ottimizzare i parametri di bioprinting da migliaia a sole 25 combinazioni”.

Gli innesti di gengiva creati mediante bioprinting hanno mostrato eccellenti caratteristiche biomimetiche, con una vitalità cellulare superiore al 90% subito dopo la stampa e per 18 giorni in coltura. Hanno inoltre mantenuto la loro forma e struttura e le analisi hanno rivelato la presenza di proteine essenziali e un’organizzazione multistrato simile a quella delle gengive naturali. “Questa ricerca dimostra come l’intelligenza artificiale e il 3D bioprinting possano convergere per risolvere problemi medici complessi attraverso la medicina di precisione”, ha aggiunto il professor Sriram. “Ottimizzando gli innesti di tessuto per ogni paziente, possiamo ridurre l’invasività delle procedure odontoiatriche, garantendo al contempo una migliore guarigione e un migliore recupero”.

Questa capacità del tessuto orale di ripararsi da solo senza cicatrici potrebbe avere applicazioni più ampie. I risultati di questo studio potrebbero infatti aiutare a sviluppare innesti per altri tessuti, come la pelle, e quindi migliorare la guarigione delle ferite cutanee senza lasciare segni.

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*Crediti per tutte le foto: Università Nazionale di Singapore