Stampare nuova cartilagine
La stampa a 3D si riferisce a una serie di processi usati per costruire una parte tridimensionale aggiungendo strati successivi. La progettazione proviene da un programma di design computerizzato per una parte che è tradizionalmente non vivente. Adesso gli scienziati stanno ideando importanti elementi architettonici e costituenti del tessuto target e li stanno usando per sviluppare bio - inchiostri contenenti le cellule che formeranno quel tessuto. I bio-inchiostri che contengono le cellule sono attualmente idrogel contenenti sostanze che imiteranno la funzione della naturale matrice extracellulare. Dopo tutto non ci si può aspettare che cellule spruzzate in soluzione salina formino tessuti viventi funzionanti. È stato comunque difficile replicare la complessità della matrice non cellulare. Nel caso delle impalcature rigenerative per cartilagine e ossa, i materiali devono includere sostanze come la fibrina e il collagene. Finanziato dall’UE, il progetto PRINTCART (“Bioprinting of novel hydrogel structures for cartilage tissue engineering”) è stato avviato per risolvere il problema della mancanza di formulazioni di idrogel adatte. Tutti gli obiettivi sono stati raggiunti con le nuove formulazioni di idrogel basate su componenti sia di origine naturale che sintetici. Il comportamento reologico è stato studiato e adattato in modo che le formulazioni potessero essere usate con un dispositivo di biostampa per generare strutture ben definite con cellule viventi incorporate. La capacità di formare tessuti simili alla cartilagine è stata potenziata. Per migliorare ulteriormente le proprietà meccaniche delle formulazioni di idrogel carichi di cellule, i ricercatori hanno sviluppato una strategia di rafforzamento delle fibre che permette l’uso in vivo in una situazione di carico. Sono state create anche formulazioni senza cellule che formano materiali resistenti simili a gomma mediante l’uso di legami incrociati foto-innescati. Possono essere co-stampati con gel carichi di cellule a temperature ragionevoli per dare forza e durezza come è necessario per le impalcature dei tessuti rigenerativi. Infine la degradazione degli idrogel si può programmare a seconda delle esigenze terapeutiche. I danni muscolo-scheletrici e le malattie a essi associate nella popolazione europea sono la fonte principale di dolore a lungo termine e la prima causa di permessi lavorativi per malattia. Si prevedono applicazioni in altri settori, come la chirurgia plastica e la riparazione della pelle sul posto per i soldati, la tecnologia potrà essere usata anche per test farmaceutici e tossicologici. In questo modo, le nuove formulazioni di idrogel per biostampa dovrebbero avere un importante impatto socioeconomico.
Parole chiave
Cartilagine, biostampa, tessuto, bio-inchiostri, idrogel, ingegneria dei tessuti