bioprinting 3D: miglioramento del trasporto dei nutrienti nei tessuti stampati
NMI, TU Darmstadt e Black Drop sviluppano un bioinchiostro migliorato
Come possiamo stampare in 3D tessuti che imitino il più possibile la complessa anatomia dei tessuti naturali del corpo? La bioprinting 3D è una grande speranza nel campo della medicina rigenerativa per produrre tessuti miniaturizzati e precursori di organi con funzionalità biologica. Oggi, tuttavia, gli scienziati stanno ancora lavorando alla sfida di produrre un materiale di partenza stampabile e allo stesso tempo compatibile. I ricercatori dell'Istituto di Scienze Naturali e Mediche NMI di Reutlingen, della TU di Darmstadt e della Black Drop Biodrucker GmbH hanno sviluppato un nuovo tipo di bioinchiostro che migliora, ad esempio, il trasporto dei nutrienti nei tessuti stampati.
Bioprinting: molte sfide, molte opportunità
Bioprinting 3D, bioinchiostro, elettrofilatura: di cosa si tratta? La stampa 3D è ormai entrata in molti settori della vita e, soprattutto, dell'economia. Si tratta di un processo in cui un oggetto tridimensionale viene stampato utilizzando uno speciale materiale di partenza. Nella bio-stampa 3D, questo materiale di partenza è il bio-inchiostro, che contiene cellule viventi e viene combinato con idrogel e fattori biologici, ad esempio per stampare oggetti organici. Inoltre, l'elettrofilatura può essere utilizzata per produrre fibre sottilissime.
Le fibre elettrofilate consentono il trasporto di sostanze nutritive
"Con un diametro di 5-10 µm, queste fibre sono nella gamma dei capillari sanguigni e rappresentano il progresso significativo del nostro bio-inchiostro", spiega la dott.ssa Hanna Hartmann, capo divisione dell'NMI e inventore del brevetto congiunto. Finora, il trasporto dei nutrienti nei tessuti stampati in 3D ha rappresentato un problema importante. "Le fibre ora migliorano in modo misurabile questo trasporto. La scoperta particolarmente entusiasmante per noi è che non devono nemmeno essere cave all'interno", riferisce Jannik Stadler, direttore del sito di Black Drop Biodrucker GmbH, che ha svolto un ruolo chiave nello sviluppo del bioinchiostro come coordinatore del progetto NatInk finanziato dal BMBF. Questo bioinchiostro ha anche proprietà particolarmente vantaggiose in termini di resistenza meccanica e si gonfia meno. Annabelle Neuhäusler, dottoranda presso l'Istituto per le macchine e i processi di stampa della TU Darmstadt, è riuscita a dimostrarlo nella pubblicazione congiunta.
Un passo avanti verso migliori modelli di tessuto per la ricerca farmaceutica
In futuro, questi bioinchiostri migliorati potrebbero essere utilizzati per produrre modelli di tessuto per la ricerca farmaceutica, ad esempio. Ciò potrebbe eliminare la necessità di sperimentare sugli animali e consentire la sperimentazione di principi attivi specifici per il paziente. Un altro campo di applicazione è quello della medicina rigenerativa. Oltre ad aumentare la diffusione dei nutrienti, l'integrazione delle fibre contribuisce a migliorare le proprietà meccaniche dei bioink. Ciò è particolarmente importante per le applicazioni chirurgiche, dove la maneggevolezza, la stabilità dimensionale e soprattutto la resistenza giocano un ruolo fondamentale.
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