Sviluppi nel 2020 per il Settore Medicale. BIO-Stampa 3D.
La Biostampa 3D è l’uso della tecnologia additiva che combina celle, composti e biomateriali in modo da creare strutture e tessuti bio-ingegnerizzati. Principalmente impiegata nel settore medicale.
Diversamente dalla stampa 3D FDM tradizionale, la biostampa usa bioinchiostro, che è un misto di materiali organici e inorganici.
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Come si può immaginare, è una tecnologia cruciale nel settore medicale. Il suo uso primario sarebbe quello di salvare la vita a milioni di pazienti che necessitano un trapianto di organi. Si stima che muoiano circa 20 persone al giorno solo negli Stati Uniti mentre aspettano un trapianto di organi.
A peggiorare la situazione c’è il rischio di un possibile rigetto da parte del paziente. Questo comporta un altro trapianto. Essere dunque capaci di stampare artificialmente organi usando le cellule stesse del paziente può ridurre drasticamente il rischio di rigetto e l’attesa di un organo compatibile.
Ad oggi, non c’è ancora un cuore stampato in 3D che è riuscito pienamente nella sua missione. Ci sono, però, molte aziende e gruppi di ricerca che stanno lentamente avanzando verso un cuore completamente funzionante stampato in 3D.
WFIRM Tessuto Cardiaco Bio-ingegnerizzato
Il dottor Anthony Atala, direttore della Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM), è un nome noto nel campo della biostampa 3D e ad oggi nel suo istituto si sviluppano più di 30 tessuti e organi diversi.
Nel 2018 pubblicò un articolo nel quale spiegava come avevano biostampato in 3D tessuti cardiaci funzionali e capaci di contrarsi usando cellule del cuore di un topo da laboratorio.
Queste cellule sono state sospese nel bioinchiostro e stampate in strutture simili al tessuto di un cuore umano.
Lui e il suo team sono stati capaci di testare gli effetti di ormoni come adrenalina e carbacolo. Il risultato fu, come previsto, il cambio della frequenza cardiaca nel tessuto stampato, proprio come accade nelle strutture organiche.
All’inizio del 2020 il WFIRM ha annunciato la creazione di un modello del corpo umano in miniatura, contenente diversi tessuti umani bio-ingegnerizzati che saranno usati per test farmacologici.
Il dottor Atala dice che la capacità più importante di questo mini umano da laboratorio sarà quella di determinare con largo anticipo se un farmaco è tossico o meno durante i primi test.
Il Cuore in miniatura dell’Università di Tell Aviv
Ad aprile del 2019 uscì la notizia della buona uscita del primo cuore stampato in 3D, creato dalla School of Molecular Cell Biology and Biotechnology di Tell Aviv.
Fu la prima volta che si riuscì a stampare un cuore completo usando cellule umane. Era un modello in miniatura, ma fu un grande passo avanti verso la biostampa di organi.
Come hanno fatto?
Le cellule sono state prese dal tessuto grasso del soggetto di prova e sono state riformate in cellule staminali, che li ha poi permessi di differenziare le cellule in vari tipi di cellule cardiache presenti nel cuore.
Queste “nuove cellule cardiache” sono state mescolate con materiale inorganico per creare il bioinchiostro per la stampa 3D.
Usando le stesse cellule del paziente, l’idea è quella di eliminare i rischi di rigetto del nuovo organo bio-ingegnerizzato poiché il rigetto è un grande problema nel trapianto d’organi.
Il professore Tal Dvir, che ha guidato la ricerca, spera che tra 10 anni ci saranno stampanti di organi nei migliori ospedali nel mondo e che queste saranno procedure quotidiane.
Biolife4D: cuore in miniatura
Anche l’obbiettivo dell’azienda Biolife4D di Chicago è quello di stampare in 3D cuori umani con successo per il trapianto.
Nel 2018 sono riusciti a dimostrate la fattibilità di stampa di un lembo di tessuto del cuore umano. Ciò significa che quel tessuto aveva flusso sanguigno e riusciva a contrarsi come un cuore vero.
Ultimi sviluppi
Nel settembre del 2019 l’azienda ha annunciato un’altra svolta: il suo primo mini-cuore stampato in 3D con successo. Secondo l’azienda, replica molte funzioni del cuore umano ed è stato creato usando il loro bioinchiostro.
Biolife4D afferma che adesso è solo questione di ottimizzazione dei loro processi e ingrandire la tecnologia per arrivare all’obbiettivo finale: un cuore umano in scala 1:1 completamente funzionante, stampato in 3D.
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