Dall’Università di Bari all’Australia: la stampa 3D per rendere più efficace la fecondazione in vitro
Sembra che non manchino nuove ed entusiasmanti applicazioni per la stampa 3D, soprattutto in campo medico. Di recente UpNano, fornitore di sistemi per la stampa 3D ad alta risoluzione e micro, e Fertilis, specialista in Fecondazione in Vitro (FIV) con sede in Australia, ne hanno annunciata un’altra. Le aziende sostengono che, grazie a un nuovo materiale di stampa 3D e alla stampa 3D 2PP (polimerizzazione a due fotoni), saranno in grado di aumentare l’efficienza della FIV, riducendo il numero complessivo di cicli di impianto necessari. Non si tratta della prima ricerca del genere nel campo, anche in Italia nel 2020 l’Università di Bari ha presentato un primo studio tutto italiano sull’uso delle tecnologie 3D per aumentare sia l’efficienza degli interventi di procreazione assistita nell’uomo, sia di contribuire a tutelare le specie minacciate di estinzione.
La fecondazione in vitro, o FIV come è più comunemente conosciuta, è una delle tecnologie di PMA (Procreazione Medicalmente Assistita) più utilizzate. Secondo una statistica recente, i bambini nati da fecondazione assistita nel mondo sono oltre 4 milioni. Solo in Italia, nel 2020 sono stati applicati 80.099 cicli di PMA, secondo i dati condivisi dall’Istituto Superiore di Sanità. Tuttavia, la procedura è lunga e non sempre ha successo. Per questo motivo, spesso sono necessari più cicli di impianto, che possono diventare costosi e stressanti per i futuri genitori. Queste ricerche vogliono dunque porre rimedio a questa situazione.
La tecnologia di Fertilis (crediti fotografici: Fertilis)
La ricerca italiana: 3D Bioprinting per la fecondazione in vitro
Nel 2020 un team di ricercatori italiani del Dipartimento di Bioscienze Biotecnologie e Biofarmaceutica dell’Università di Bari, guidato dalla Professoressa Maria Elena Dell’Aquila, ha già provato ad utilizzare le tecnologie di stampa 3D per provare a migliorare il processo della FIV. Mediante biostampa 3D, con un innovativo approccio bioingegneristico, le cellule uovo di un modello animale sono state incapsulate in microsfere di idrogel, una sostanza composta per la maggior parte di acqua, per ottenere strutture per la coltura in vitro. Questo ha migliorato la vitalità e il potenziale di sviluppo delle cellule uovo microincapsulate rispetto a quelle coltivate con i metodi convenzionali 2D.
“Lo studio interdisciplinare – ha osservato l’Università di Bari – ha importanti applicazioni e ricadute nella produzione di embrioni in vitro sia per la procreazione medicalmente assistita, per l’industria delle produzioni animali, per la propagazione di specie a rischio di estinzione e per la valutazione del rischio da agenti chimici sulla fertilità femminile“. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista internazionale Plos One, ed è consultabile QUI.
Crediti: Plos One, Università di Bari
La stampa 3D può migliorare i tassi di successo della fecondazione in vitro?
Nella sua ricerca, Fertilis ha utilizzato il metodo di stampa 3D 2PP sviluppato da UpNano e il suo nuovo materiale UpFlow per creare un nuovo tipo di coltura cellulare dinamica da utilizzare nella FIV. Secondo UpNano e Fertilis, questo metodo imita più da vicino il corpo umano, riducendo lo stress sugli embrioni stessi. Questo a sua volta riduce le possibilità di insuccesso (poiché cambiare ripetutamente le condizioni, come avviene di solito con la FIV, aumenta il rischio di insuccesso). Le aziende sostengono che questa soluzione consentirà di ridurre del 30-40% il numero di cicli di impianto necessari per ottenere una gravidanza.
Fertilis ha essenzialmente creato un ambiente unico per l’embrione nella fase di vita critica tra la fecondazione e l’impianto. Il microdispositivo stampato in 3D, primo nel suo genere, misura solo 0,05 mm di diametro e consente di monitorare e controllare con precisione il processo di coltura dell’ovulo fecondato. In questo modo si elimina la necessità di spostare le cellule da una piastra di Petri all’altra.
Un pezzo realizzato con il materiale UpFlow di UpNano e il metodo di stampa 3D 2PP (foto: UpNano)
Ma qual è stato il processo utilizzato? Innanzitutto è stata scelta la resina UpFlow, una delle numerose resine a 2 fotoni disponibili presso UpNan, per la sua bassa viscosità. Fertilis ha osservato che la bassa viscosità era particolarmente importante perché consentiva una lavorazione di post-produzione di gran lunga superiore, in particolare nel lavaggio dei canali molto sottili per rimuovere tutto il materiale non polimerizzato. Inoltre, grazie al metodo di microstampa 3D 2PP di UpNano, non solo si ottengono dettagli incredibilmente fini, ma è anche molto più veloce rispetto al passato: Fertilis ha creato i dispositivi in sole quattro ore. Inoltre, il pezzo finale è di qualità superiore perché può essere stampato in un solo ciclo di produzione, migliorando l’aderenza dei connettori ai tubi e riducendo le perdite.
Marty Guavin, CEO di Fertilis, conclude: “Il nostro dispositivo consente di effettuare la fecondazione, la coltura embrionale e la crioconservazione degli embrioni in un’unica struttura, senza più spostare gli embrioni a mano. Questo, infatti, aumenta notevolmente il tasso di successo e riduce tempi, costi e stress per i genitori“.
Per saperne di più, potete leggere il comunicato stampa di UpNano QUI o il documento di ricerca recentemente pubblicato QUI.
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*Crediti fotografici di copertina: Galina Fomina, CC BY 4.0, via Wikimedia Commons
