L’uso della produzione additiva in oftalmologia

I vantaggi della produzione additiva in medicina sono stati spesso impressionanti. Sempre più pazienti beneficiano dell’uso di questa tecnologia. Ad oggi, la stampa 3D è stata utilizzata in particolare nello sviluppo di impianti e protesi, nella produzione di tessuti, organi e farmaci e nella pianificazione chirurgica.

Recentemente, in occasione del meeting annuale ARVO 2023, gli scienziati del Centre for Ocular Research & Education (CORE) dell’Università di Waterloo in Ontario, Canada, hanno presentato le potenzialità produzione additiva in oftalmologia. Tra gli esempi forniti, lo sviluppo di un modello di occhio in 3D per testare la somministrazione e l’assorbimento di farmaci da parte dell’occhio.

Come già detto, la stampa 3D offre molti vantaggi in qualsiasi applicazione medica. Il dottor Alex Hui, responsabile del dipartimento di scienze biologiche dell’Università di Waterloo, ne apprezza particolarmente la flessibilità e la personalizzazione: “Dal punto di vista del consumatore, la stampa 3D consente di produrre dispositivi medici nel punto di cura, ad esempio in ufficio o a casa. L’applicazione più utile sarà nelle situazioni in cui è richiesto un design individuale, unico o speciale per un paziente specifico. Prevediamo che questa tecnologia possa essere importante nei settori delle lenti sclerali, dell’ortocheratologia e della somministrazione di farmaci, dove i prodotti su misura e personalizzati sono molto desiderati. Anche i prodotti a breve durata o quelli che richiedono settimane o mesi per essere prodotti potrebbero beneficiare di questa tecnologia“.

I ricercatori hanno presentato la fabbricazione di chip microfluidici PDMS stampati in 3D a partire dal polidimetilsilossano, un polimero a base di silicio. Questo chip servirà a testare la risposta delle cellule oculari a determinate condizioni, al fine di creare lenti a contatto in grado di somministrare farmaci attraverso l’occhio. Hui spiega che i dispositivi microfluidici sono sempre più utilizzati nella ricerca e nella diagnostica. Hui spiega come funzionano utilizzando il principio delle strisce reattive COVID, che richiedono solo una piccola quantità di liquido per ottenere informazioni. “Le strisce reattive in PDMS sono utilizzate principalmente per la ricerca cellulare, ma il processo di produzione tradizionale dei dispositivi microfluidici in PDMS è piuttosto lungo e costoso. CORE utilizza la stampa 3D per semplificare questo processo, consentendoci di produrre elementi di design che non sarebbero possibili con i metodi tradizionali”, spiega Hui. “Usiamo questi chip PDMS per testare e verificare la sicurezza e l’efficacia di nuovi farmaci e prodotti sulle cellule. In futuro, saremo anche in grado di progettare questi chip come strumento diagnostico, ad esempio per rilevare i biomarcatori del film lacrimale per alcune malattie dell’occhio, in un tempo relativamente breve dalla progettazione ai primi prototipi“.

Produzione additiva in oftalmologia per lenti a contatto e modelli oculari

Un altro progetto presentato è stato il bioprinting di lenti a contatto biodegradabili. Come test, sono state stampate prima lenti particolarmente sottili e flessibili. Questo ha permesso agli scienziati di identificare potenziali errori e sfide da evitare in seguito nella produzione di lenti sclerali e lenti orto-K, cioè lenti rigide. Hanno inoltre sviluppato un modello di occhio in idrogel morbido che assomiglia alla superficie naturale della cornea e della sclera (o sclera) dell’occhio. Questo modello di occhio sarà ora utilizzato per testare la somministrazione e l’assorbimento dei farmaci oculari.

“Ci sono molti studi che richiedono di capire come i farmaci si diffondono e penetrano nella parte posteriore dell’occhio, e non c’è stato un modo per simularlo“, spiega Hui. “Sperimentando diverse formulazioni di bioinchiostro, ora possiamo stampare in 3D un bulbo oculare in idrogel con strutture cave che simulano le camere anteriori e posteriori dell’occhio. Ulteriori progressi ci aiuteranno a studiare diversi metodi di somministrazione dei farmaci nella parte posteriore dell’occhio. Ci auguriamo che, con il proseguire del nostro lavoro, saremo in grado di produrre modelli non solo per la ricerca, ma anche per scopi didattici, in modo che i medici possano usarli per imparare e praticare le tecniche prima di interagire con i pazienti.” Ulteriori informazioni sono disponibili nel comunicato stampa QUI .

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*Crediti foto copertina: Freepik