Creazione di tessuti cellulari 10 volte più rapida grazie al 3D Bioprinting

In campo medico, esistono molte applicazioni legate alla creazione di protesi o all’ottimizzazione di procedure chirurgiche. In questo ambito, la stampa 3D sta aprendo nuove prospettive di ricerca. Ora può essere utilizzata per progettare repliche di tessuti umani, consentendo nuove opportunità nell’assistenza sanitaria, nella produzione di organi, nello studio delle malattie e nello sviluppo di nuovi trattamenti. Tuttavia, nonostante i progressi, il campo è ancora ostacolato dalle tecnologie attuali, che non sono in grado di produrre abbastanza tessuti su larga scala.

Di fronte a questa sfida, i ricercatori della Penn State University in Pennsylvania hanno sviluppato una tecnica di 3D Bioprinting più veloce, basata sull’uso di sferoidi cellulari, ossia aggregati cellulari tridimensionali che riproducono le caratteristiche dei tessuti. Questa innovazione consente di produrre tessuti complessi in modo accurato e rapido, raggiungendo velocità dieci volte superiori rispetto ai metodi tradizionali. Secondo il team, questo progetto rappresenta un passo decisivo verso la creazione di tessuti e organi funzionali, aprendo nuove possibilità per la medicina rigenerativa.

I progressi del 3D Bioprinting: verso tessuti più veloci e vitali

Il 3D Bioprinting offre agli scienziati la possibilità di creare strutture 3D utilizzando cellule viventi combinate con vari biomateriali. Le cellule si moltiplicano e si sviluppano in tessuto in poche settimane. “Questo metodo rappresenta una svolta nel campo del 3D Bioprinting rapido basato sull’uso di sferoidi”, spiega Ibrahim T. Ozbolat, professore dell’università. Aggiunge inoltre che questa tecnica consente di produrre tessuti in modo più rapido ed efficiente rispetto ai metodi attuali, mantenendo una buona vitalità delle cellule.

La densità cellulare è importante per creare tessuti funzionali. Gli sferoidi rappresentano quindi un’alternativa interessante, poiché la loro densità cellulare si avvicina a quella dei tessuti umani. Anche se la stampa 3D di sferoidi sembra essere una soluzione efficace per ottenere questa densità, i ricercatori hanno incontrato delle difficoltà. Le tecniche attuali spesso danneggiano le cellule durante la stampa, riducendone la vitalità. Per risolvere questo problema, il team ha sviluppato un nuovo metodo chiamato HITS-Bio, ossia High-throughput Integrated Tissue Fabrication System for Bioprinting. Questo sistema utilizza una rete di ugelli per gestire più sferoidi contemporaneamente. Disponendo gli ugelli in una griglia 4×4, il team può prelevare 16 sferoidi e depositarli su un substrato di bioinchiostro in modo rapido e preciso.

Ozbolat conclude: “Questo metodo è dieci volte più veloce dei metodi esistenti e mantiene la vitalità delle cellule al di sopra del 90%”. Per testare la tecnologia, il team ha scelto di produrre un tessuto cartilagineo. Hanno prodotto una piccola struttura di un centimetro cubo composta da 600 sferoidi cellulari in grado di trasformarsi in cartilagine. Il processo ha richiesto meno di 40 minuti, ossia un tempo notevolmente inferiore rispetto ai dei metodi di 3D Bioprinting tradizionali.

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*Crediti fotografici: Penn State University