Dispositivi stampati in 3D destinati a rivoluzionare lo studio delle malattie cardiovascolari
Le malattie cardiovascolari, quali l’infarto miocardico e l’ictus, provocano la morte di oltre 14 milioni di persone ogni anno. Per trattare e curare queste malattie, gli scienziati e gli operatori sanitari conducono le loro ricerche utilizzando modelli in vitro e in vivo che, purtroppo, non riescono a replicare completamente la fisiologia umana e tendono quindi a compromettere il successo della ricerca. Esplorando nuove soluzioni, molti ricercatori si stanno rivolgendo alla stampa 3D ad alta risoluzione per creare dispositivi organ-on-a-chip. Un dispositivo organ-on-a-chip simula accuratamente l’ambiente del corpo umano ed è utilizzabile nella modellazione delle malattie e nei test sui farmaci. «La stampa 3D ci fornisce il potenziale per creare repliche microfluidiche, dei vasi sanguigni, estremamente accurate e di forma organica», afferma Pedro Costa, amministratore delegato e direttore tecnico di Biofabics, un’azienda con sede in Portogallo, specializzata in analoghi di tessuti biologici in 3D. «Queste repliche possono essere rivestite di cellule e riempite di sangue, permettendo così ai ricercatori di studiare eventi simili alle malattie in un ambiente quasi reale». È evidente che i dispositivi organ-on-a-chip stampati in 3D dispongono del potenziale per rivoluzionare lo studio delle malattie cardiovascolari e il progetto 3DPRINT-VASCU-CHIP, finanziato dall’UE, sta contribuendo a garantire il raggiungimento di questo potenziale. Il progetto è stato coordinato dall’azienda Biofabics e condotto da Pedro Costa, il quale ha ricevuto ulteriore supporto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie.
Progettazione interattiva dei dispositivi
L’obiettivo principale del progetto 3DPRINT-VASCU-CHIP è stato sviluppare un sistema automatico per produrre complessi dispositivi organ-on-a-chip completamente personalizzati. «Il nostro lavoro si è innanzitutto concentrato sullo sviluppo di una piattaforma software online in grado di automatizzare la progettazione di dispositivi organ-on-a-chip microfluidici personalizzati», spiega Costa. «Queste progettazioni di dispositivi sono quindi destinate alla produzione in stampa 3D e all’utilizzo ai fini dello studio di tessuti e malattie cardiovascolari». Il risultato di questo lavoro è stata Toolbox Biofabics, una piattaforma in cui gli utenti possono progettare dispositivi 3D in modo interattivo semplicemente definendo le proprietà di determinati parametri. Una volta ottenuta la progettazione desiderata, l’utente può ordinare il dispositivo fisico reale. Inoltre, il progetto ha dimostrato il valore aggiunto dei dispositivi e ha valutato la fattibilità commerciale del sistema. «Abbiamo pubblicato vari studi di prova di concetto in grado di dimostrare che l’uso combinato degli strumenti software e delle tecnologie di stampa 3D può ottimizzare la creazione di avanzati modelli in vitro 3D di tessuti e malattie cardiovascolari», aggiunge Costa.
I vantaggi di lavorare insieme
La piattaforma software online sviluppata nel corso del progetto è ora disponibile sul sito web di Biofabics, dove possono essere acquistati diversi prodotti e servizi. «Con la nostra piattaforma software, gli scienziati di tutto il mondo possono svolgere il loro lavoro in modo più rapido, semplice, accurato e con un livello più elevato di complessità», nota Costa. Costa osserva che il successo del progetto è dovuto, almeno in parte, alla stretta collaborazione con diverse istituzioni di fama internazionale, tra cui l’Università di Stanford negli Stati Uniti, l’Università di Minho in Portogallo e l’Università di Santiago di Compostela in Spagna. «Questo progetto evidenzia le possibilità che emergono quando aziende e università smettono di lavorare a compartimenti stagni e si uniscono invece per svolgere ricerche di prim’ordine», conclude. L’azienda continua a sviluppare nuovi strumenti di personalizzazione delle progettazioni, tra cui quelli legati ad altri tessuti e organi.
Parole chiave
3DPRINT-VASCU-CHIP, malattie cardiovascolari, stampa 3D, organ-on-a-chip, modellazione delle malattie, test sui farmaci
