Mini-cuore umano stampato in 3D


  • Adnkronos Salute
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Roma, 2 ago. (AdnKronos Salute) - Passi avanti per la medicina rigenerativa dalla ricerca hi-tech. Un team di ricercatori della Carnegie Mellon University descrive su 'Science' una nuova tecnica che consente a chiunque di creare impalcature di tessuto stampate in 3D a partire dal collagene, principale proteina strutturale nel corpo umano. Questo metodo unico nel suo genere avvicina il campo dell'ingegneria dei tessuti alla possibilità di stampare in 3D un cuore umano adulto di dimensioni standard. Per il momento, il team ha realizzato una sorta di mini-cuore.

La tecnica ha permesso ai ricercatori di superare molte sfide associate ai metodi per la biostampa 3D esistenti, e di ottenere "una risoluzione e una fedeltà senza precedenti, utilizzando materiali morbidi e viventi". Ciascun organo nel corpo umano, come il cuore, è composto da cellule specializzate che sono tenute insieme da un'impalcatura biologica chiamata matrice extracellulare. Questa fornisce la struttura ma anche i segnali biochimici di cui le cellule hanno bisogno per svolgere la loro normale funzione. Tuttavia, fino ad ora non era stato possibile ricostruire questa complessa architettura utilizzando i tradizionali metodi di bioproduzione.

"Ciò che abbiamo dimostrato è che possiamo stampare pezzi del cuore da cellule e collagene, come parti che funzionano davvero, come ad esempio una valvola cardiaca o un piccolo ventricolo", afferma Adam Feinberg, professore di ingegneria biomedica presso la Carnegie Mellon, il cui laboratorio ha realizzato questo studio. "Utilizzando i dati della risonanza magnetica di un cuore umano, siamo stati in grado di riprodurre accuratamente la struttura anatomica specifica del paziente e di stampare in 3D le cellule del cuore umano".

"Il collagene è un biomateriale estremamente promettente per la stampa 3D perché costituisce letteralmente ogni singolo tessuto del corpo umano", spiega Andrew Hudson, co-autore del documento. "Ciò che rende così difficile la stampa 3D, tuttavia, è che inizia come un fluido, quindi se provi a stamparlo forma solo una sorta di pozza. Quindi abbiamo sviluppato una tecnica" mirata, che ne "impedisce la deformazione".

Il metodo sviluppato nel laboratorio di Feinberg consente di depositare il collagene strato per strato all'interno di un bagno di supporto di gel, dando al collagene stesso la possibilità di solidificarsi sul posto prima di essere rimosso. Al termine della stampa, il gel viene rimosso senza danneggiare la struttura a base di collagene o cellule. Per arrivare a un cuore umano stampato in 3D "ci sono ancora molti anni di ricerca da fare", conclude Feinberg, "ma è entusiasmante vedere che stiamo facendo progressi reali verso la progettazione di tessuti e organi umani funzionali, e questo studio è un passo avanti lungo il percorso".