Il trapianto di cornea è uno dei trattamenti principali per la perdita della funzione corneale, ma solo uno su 70 persone che hanno bisogno di trapianti di cornea li riceve, lasciando senza vista circa 12,5 milioni di persone che soffrono di perdita della vista perché semplicemente non ci sono abbastanza donatori corneali . I tentativi di replicare lo strato protettivo dell’occhio perfettamente sferico, a base di collagene, sono venuti meno. Ma l’anno scorso abbiamo riferito di una cornea biostampata in 3d dall’università di Newcastle che sembrava molto promettente.
Ora, Martina Miotto, ricercatrice post-dottorato in ingegneria dei tessuti presso la stessa Università di Newcastle, ha creato una cornea autoassemblante fabbricata con biomateriali 4D. I biomateriali 4D sono materiali costituiti da substrati biocompatibili e cellule tissutali viventi che cambiano forma, composizione e / o funzione quando esposti a stimoli esterni specifici. I gel di collagene che contengono cellule corneali (CCCG) presentano una contrazione da contrazione e Miotto e il suo team hanno precedentemente scoperto che la presenza di molecole anfifiliche peptidiche inibisce il comportamento contrattile. Così hanno creato cerchi concentrici usando due CCCG, uno con i peptidi anfifili e uno senza “, producendo un biomateriale 4D con un meccanismo interno di stimolo, usando cellule contrattili come bioattuatori per cambiare la forma e la struttura del tessuto”, secondo l’abstract di carta .
Per cinque giorni, i CCCG si sono incurvati nelle forme della cornea. Miotto spiega il comportamento 4D emergente: “La forza di ogni cellula è minuscola ma insieme possono formare un blocco di tessuto largo un pollice in una struttura simile alla cornea.”
Descrive anche come i biomateriali 4D potrebbero migliorare gli attuali sforzi di bioprinting in 3D, affermando che è “possibile portare questa tecnologia un ulteriore passo avanti con l’invenzione della stampa 4D, la stampa di strutture che possono essere auto-assemblate piegando dopo il processo di fabbricazione, proprio come le nostre cornee. Stampare strutture biologiche che possono sistemarsi in una forma ancora più complessa significherebbe che non avresti bisogno di produrre scaffold per stampare le celle o rimuoverle in seguito. L’accuratezza del processo di stampa sarebbe estremamente utile nel posizionamento preciso delle molecole a base di peptidi che fanno contrarre le cellule all’interno della biomateriale. “
La biostampa 3D di interi organi con biomateriali 4D può essere un modo diverso, ma la tecnologia può ancora essere utilizzata per applicazioni terapeutiche nell’immediato futuro. Miotto fornisce un possibile esempio: “Il processo potrebbe essere utilizzato per creare stent che cambiano la forma per mantenere aperti i vasi sanguigni ostruiti. Uno stent chiuso potrebbe facilmente essere iniettato nel flusso sanguigno e quindi fatto aprire dalla forza di contrattazione delle cellule in un sito di lesione, evitando la necessità di un intervento chirurgico. “I ricercatori stanno già esplorando gli stent arteriosi stampati in 3D , quindi questa è un’aspettativa realistica .