#Startup3D: sallea promuove l’agricoltura cellulare grazie alla stampa 3D

Mangiare regolarmente carne e pesce ha conseguenze ecologiche importanti. Monoculture, pesca eccessiva e allevamenti intensivi sono solo alcune di queste. Per ovviare a questo problema, nell’ultimo decennio abbiamo assistito ad alcuni approcci innovativi, come la carne coltivata, che viene sempre più spesso prodotta con stampanti 3D. L’agricoltura cellulare, ovvero la produzione di carne e pesce da coltivazione cellulare, è un’alternativa all’allevamento e può ridurre le emissioni del 90% rispetto alla produzione di carne bovina. La tendenza verso questo tipo di allevamento è in crescita e la popolarità dei prodotti a base di carne e pesce coltivati è in continuo aumento. Sostenere i produttori di questo tipo di alimenti è l’obiettivo di sallea. La startup, fondata nel novembre 2023, ha sviluppato innovative strutture stampate in 3D che costituiscono la base per la coltivazione di prodotti a base di carne e pesce di qualsiasi forma e con un profilo nutrizionale specifico. In questo modo è possibile creare prodotti sostenibili eliminando la sofferenza animale. Abbiamo parlato con Nicole Kleger, CTO e cofondatrice di sallea, per saperne di più sugli inizi della startup, sulla loro tecnologia innovativa e sui futuri obiettivi.

3DN: Ciao! Puoi presentarti?

Mi chiamo Nicole Kleger e sono cofondatrice e CTO di sallea, uno spin-off del Politecnico di Zurigo. Ho studiato scienze dei materiali al Politecnico di Zurigo e poi ho conseguito un dottorato al Politecnico. In sallea sono responsabile di tutto ciò che riguarda la tecnologia. Questo include lo sviluppo dei nostri prodotti, la gestione di progetti interni e con collaboratori esterni, l’esplorazione di nuove tecnologie, la strategia IP e lo sviluppo della strategia per i prossimi passi tecnologici di sallea.

Nicole Kleger, CTO e cofondatrice di sallea (foto: sallea AG)

Ho scoperto la stampa 3D perché nella mia ricerca mi è sempre piaciuto avere prodotti tangibili, cioè qualcosa che si può vedere a occhio nudo. La stampa 3D mi ha quindi affascinato fin dall’inizio dei miei studi, perché non solo si può realizzare rapidamente qualcosa di concreto, ma si possono anche produrre prodotti molto estetici. Durante i miei studi, mi sono anche resa conto degli eccezionali vantaggi tecnici della stampa 3D, a patto che venga utilizzata nel giusto contesto. Durante il Master ho potuto realizzare il mio primo progetto di lavoro con il professor André Studart, che mi ha dato la prima vera opportunità di “giocare” con una stampante 3D.

Come specialista dei materiali, mi sono resa conto che uno dei principali limiti della stampa 3D è la scelta limitata dei materiali. Sebbene la scelta sia in aumento, la stampa 3D ha difficoltà ad affermarsi, soprattutto nelle applicazioni mediche o alimentari, dove le procedure di autorizzazione sono molto rigide. Abbiamo quindi cercato di trovare un modo per consentire ai materiali non stampabili di accedere a strutture 3D complesse. È nata così l’idea di un processo indiretto, utilizzando stampi idrosolubili stampati in 3D dal sale da cucina. L’ho sperimentato per la prima volta nel 2016, durante la mia tesi di Master. Come materiale modello è stato utilizzato il magnesio, un metallo altamente reattivo con un grande potenziale per le applicazioni mediche. Insieme alla co-fondatrice Simona Fehlmann, abbiamo sviluppato la tecnologia che oggi è il cuore di sallea.

Campione di proteine utilizzato per i test sulle cellule (crediti fotografici: sallea AG)

3DN: Come nasce sallea e come utilizzate la stampa 3D?

Durante la mia tesi di dottorato, ho studiato a fondo l’ottimizzazione di strutture reticolari tridimensionali altamente porose. Mi sono concentrata sulle loro proprietà meccaniche, sull’ottimizzazione della crescita cellulare, ma anche sullo sviluppo di nuovi metodi di stampa 3D per la produzione di tali strutture. Durante l’ultimo anno della mia tesi, Simona Fehlmann si è unita al team di ricerca e abbiamo continuato a costruire questa tecnologia innovativa. Alla fine della mia tesi, avevamo una formidabile piattaforma tecnologica che apriva l’accesso alla stampa 3D per materiali non stampabili.

Dal 2016 abbiamo modificato e ottimizzato il processo, in modo da poter produrre strutture molto filigranate e complesse da materiali che non sarebbero stampabili direttamente o solo con una risoluzione molto limitata. Ora ci stiamo concentrando sulle applicazioni alimentari, o più precisamente stiamo realizzando strutture ottimizzate da proteine e polisaccaridi commestibili per l’agricoltura cellulare.

Durante un’approfondita analisi di mercato, abbiamo scoperto gli ostacoli che attualmente si frappongono alla produzione di carne e pesce coltivati. Allo stesso tempo, abbiamo visto nella nostra tecnologia un enorme potenziale per ridurre al minimo questi ostacoli e far progredire l’agricoltura cellulare. Abbiamo quindi deciso di non lasciare che la tecnologia sparisse in un cassetto, ma di fondare sallea e creare i massimi benefici per la sicurezza alimentare e l’ambiente. Ma il nostro team aveva ancora bisogno di qualcuno con uno spirito imprenditoriale. Così Anna Bünter si è unita a noi e ha completato il nostro trio.

Da sinistra a destra: Nicole Kleger, Anna Bünter e Simona Fehlmann (foto: sallea AG)

3DN: Come funziona il processo di stampa e quali sono i materiali compatibili?

Le nostre stampanti stampano solo sale da cucina, il materiale delle nostre sagome. Poi fondiamo le sagome con materiali diversi che possono essere stampati solo con difficoltà o a bassa risoluzione. Infine, sciogliamo il sale da cucina e ciò che rimane è il materiale fuso nella geometria desiderata. La nostra attenzione si concentra soprattutto sui materiali commestibili per l’agricoltura cellulare. Questi includono proteine vegetali e polisaccaridi.

Ma in linea di principio questa tecnologia può essere utilizzata con molti altri materiali. Abbiamo già formato termoplastici (PCL, PS, PP, ecc.), silicone e metalli (alluminio, magnesio). Con qualche piccolo accorgimento, funziona anche il rame.

Nicole Kleger e Simona Fehlmann hanno sviluppato insieme la tecnologia sallea (foto: sallea AG)

3DN: Qual è il vantaggio di stampare in 3D strutture commestibili?

Come abbiamo già detto, molti materiali sono difficili da stampare. Questo vale anche per i materiali contenenti cellule. La stampa diretta di cellule, nota anche come bioprinting, è utilizzata principalmente in ambito accademico. Poiché in questo caso la stampabilità dipende principalmente dalla reologia, è possibile stampare un’ampia varietà di materiali, indipendentemente dalla loro chimica, come nel caso delle cellule. Tuttavia, queste condizioni reologiche rappresentano un ostacolo all’uso del bioprinting per la carne coltivata. Per ottenere una stampa stabile, è necessario stampare in un letto liquido o che l’inchiostro di stampa abbia una viscosità e un’elasticità sufficientemente elevate da rimanere in forma dopo la stampa. Ciò aumenta le forze di taglio durante la stampa, con effetti negativi sulla vitalità delle cellule. Per ovviare a questo problema, si riduce la velocità di stampa o si minimizza la densità cellulare, ma questo comporta un aumento dei costi.

Un’altra sfida del bioprinting è la consistenza delle parti stampate. Attualmente, la percentuale di cellule nel prodotto finale è relativamente bassa per mantenere i costi sotto controllo. La matrice deve quindi contribuire alla consistenza del prodotto coltivato. Nel caso del bioprinting, spesso si tratta di idrogel la cui consistenza è più simile a quella di un orso gommoso che a quella di un pezzo di carne.

Carne stampata in 3D da cellule coltivate con il 3D bioprinting (foto: MeaTech/Steakholder Foods)

Nel complesso, il bioprinting ha certamente un grande potenziale, ma deve ancora affrontare una serie di sfide. Ecco perché ci siamo concentrati sul nostro approccio indiretto. Creiamo strutture commestibili utilizzando stampi idrosolubili stampati in 3D. Questo ci permette di dissociare completamente il materiale finale dal processo di stampa.

3DN: Quali sono le sfide dell’essere un team tutto al femminile? Quali sono i vostri più grandi successi e i prossimi obiettivi?

Essendo laureate all’ETH, Simona e io siamo abituate a essere tra le poche donne in un settore piuttosto dominato dagli uomini. Lo stesso vale per la nostra terza cofondatrice, Anna Bünter: ha studiato finanza all’HSG. L’ecosistema delle startup è ancora molto dominato dagli uomini. Mancano esempi positivi e, in un certo senso, ci si sente meno coinvolti in quanto donne. Di conseguenza, molte donne si scoraggiano e molte buone idee vanno perse. Finora abbiamo avuto esperienze quasi esclusivamente positive, quindi vorremmo incoraggiare altre donne a tuffarsi in questo ecosistema energico, innovativo e incredibilmente istruttivo.

Il team sallea al completo (foto: sallea AG)

Abbiamo già ottenuto alcuni importanti successi lungo il percorso. Tra questi, l’MVP (Minimum Viable Product, pubblicazione di un prodotto nella sua funzionalità minima possibile) dello scaffold commestibile, il round di finanziamento di 2,6 milioni di dollari a ottobre 2024 e la creazione di un team interdisciplinare di sei persone a tempo pieno. Il nostro MVP è pronto e siamo ora nelle prime fasi di test con i potenziali clienti. Le fasi successive prevedono lo sviluppo di un prodotto finale con un cliente specializzato nell’allevamento di carne o pesce. Stiamo anche lavorando sulla tecnologia di integrazione, in modo da poter integrare le impalcature nel modo più semplice possibile nella catena di valore esistente dei nostri clienti. Per raggiungere questo obiettivo, faremo crescere il nostro team fino a circa 11 persone a tempo pieno entro il 2026, accogliendo a sallea talenti con background ed esperienza in scienze alimentari, biotecnologie, scienze dei materiali ed economia.

3DN: Qualche parola finale per i nostri lettori?

Con la scelta sempre più ampia di stampanti per la produzione, la tecnologia si affermerà anche nel settore alimentare. Ma come in tutte le aree di applicazione, dobbiamo analizzare attentamente dove la stampa 3D offre davvero un vantaggio. Nel prossimo futuro, è improbabile che consumeremo solo alimenti stampati in 3D, perché la produzione convenzionale è ancora molto più economica e la stampa 3D non aggiunge alcun valore. Tuttavia, in applicazioni specifiche – come alimenti speciali stampati per i bambini, esperienze di gusto inedite con alimenti appositamente combinati o nuove categorie di prodotti – la stampa 3D porterà un chiaro vantaggio al nostro sistema alimentare. Questo vale anche per l’agricoltura cellulare. Per saperne di più su sallea, clicca QUI.

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