Vasi sanguigni e organi stampati in 3D con questa tecnica rivoluzionaria: come funziona
Grazie a una rivoluzionaria tecnica di stampa 3D è possibile impostare la rigidità e la geometria di un oggetto a livello microscopico, un traguardo raggiunto per la prima volta che getta le basi per la creazione di vasi sanguigni e persino tessuti d'organo da utilizzare in futuri trapianti. A metterla a punto un team di scienziati del Dipartimento di ingegneria meccanica e del Dipartimento di Scienza dei Materiali e Programma di Ingegneria presso l'Università del Colorado di Boulder, Stati Uniti.
Gli studiosi, coordinati dal dottor Yonghui Ding, ricercatore post-dottorato in ingegneria meccanica e autore principale del progetto, hanno elaborato questa tecnica riuscendo a controllare i processi legati alla permeabilità dell'ossigeno. In parole semplici, la migrazione di questo elemento durante la stampa 3D determina quanto una struttura può essere rigida; Ding e colleghi possono decidere dove indirizzare la reazione rendendo di fatto più dure (o più morbide) le aree del tessuto creato dalla stampante 3D. In questo modo è possibile creare strato dopo strato un vaso sanguigno o un altro tessuto umano rispecchiandone la complessa anatomia nel dettaglio.
“L'idea era di aggiungere proprietà meccaniche indipendenti a strutture 3D in grado di imitare il tessuto naturale del corpo”, ha dichiarato il professor Xiaobo Yin, docente di ingegneria meccanica presso l'ateneo americano e autore senior dello studio. “Questa tecnologia ci consente di creare microstrutture che possono essere personalizzate per modelli di malattie”, ha aggiunto con orgoglio lo studioso. Il tutto avviene attraverso il controllo ortogonale della rigidità e della geometria delle strutture da stampare, creando strati di idrogel con una densità variabile legata al dosaggio di ossigeno e minimamente influenzata dall'esposizione ai raggi UV.
Per dimostrare l'efficacia della tecnica gli scienziati hanno costruito una serie di strutture – come aste e la figurina di un guerriero cinese – perfettamente identiche per forma e materiali, ma composte da elementi di rigidità differente. La stampante 3D può elaborare biomateriali fino a un dettaglio di 10 micron (un decimo della larghezza del capello umano); l'obiettivo è arrivare a scale inferiori per avere strutture in grado di funzionare come cellule sane. Solo allora si potranno creare veri e propri organi artificiali in laboratorio, dando vita a una branca della medicina in grado di tagliare di netto le liste d'attesa per i trapianti d'organo e magari far sparire moltissime malattie.
La medicina rigenerativa ha già raggiunto traguardi significativi. Recentemente, ad esempio, un team di scienziati del Dipartimento di Ortopedia e del Dipartimento di Bioingegneria presso l'Università dello Utah ha creato i primi tendini, legamenti e dischi spinali in 3D nella storia della medicina. I dettagli sulla tecnica rivoluzionaria messa a punto dagli scienziati dell'Università del Colorado sono stati pubblicati sull'autorevole rivista scientifica Nature Communications.
