I ricercatori di Rensselaer biografano il tessuto cutaneo vivo con i vasi sanguigni
Un team di ricercatori del Rensselaer Polytechnic Institute di Troy, New York, ha raggiunto una svolta nella capacità di stampa biografica 3D di tessuto cutaneo vascolarizzato. Il team ha presentato la nuova tecnica per la produzione di tessuto cutaneo con i vasi sanguigni integrati sulla rivista Tissue Engineering Parte A .
Il progetto di ricerca è stato condotto da Pankaj Karande, professore associato di ingegneria chimica e biologica e membro del Center for Biotechnology and Interdisciplinary Studies (CBIS). Karande lavora da anni nel settore della stampa della pelle e ritiene che la tecnologia potrebbe cambiare il gioco nell’industria medica, consentendo la produzione di innesti di pelle che imitano da vicino la pelle naturale.
“In questo momento, tutto ciò che è disponibile come prodotto clinico è più simile a un elegante cerotto”, ha spiegato Karande. “Fornisce una guarigione accelerata della ferita, ma alla fine cade; non si integra mai veramente con le cellule ospiti. “
La capacità di stampare tessuto cutaneo con vasi sanguigni integrati potrebbe cambiarlo e offrire una soluzione praticabile agli innesti che si integrano nel corpo del paziente.
Nel suo lavoro precedente, Karande è stato uno dei primi a dimostrare che era possibile prendere due tipi di cellule umane viventi, trasformarle in bioink e stamparle in una struttura simile alla pelle. Da lì, Karande e il suo team hanno iniziato a lavorare con un team della Yale School of Medicine per esplorare la possibilità di integrare i vasi sanguigni nei tessuti.
Il nuovo studio ha fatto progressi su questo fronte aggiungendo ingredienti chiave, come le cellule endoteliali umane (cellule che rivestono l’interno dei vasi sanguigni) e le cellule di periciti umani (che avvolgono le cellule endoteliali). Se combinate con collagene animale e altre cellule strutturali presenti negli innesti cutanei, queste cellule iniziano a comunicare e formano una “struttura vascolare biologicamente rilevante” nel giro di poche settimane.
Come ha spiegato Karande: “In qualità di ingegneri che lavorano per ricreare la biologia, abbiamo sempre apprezzato e siamo consapevoli del fatto che la biologia è molto più complessa dei semplici sistemi che realizziamo in laboratorio. “Siamo rimasti piacevolmente sorpresi di scoprire che, una volta che ci avviciniamo a quella complessità, la biologia prende il sopravvento e inizia ad avvicinarsi sempre più a ciò che esiste in natura.”
Risultati promettenti
Il campione di pelle bioprintato è stato innestato dai ricercatori di Yale su uno speciale tipo di topo per vedere cosa sarebbe successo. Come speravano i ricercatori, i vasi della pelle stampata hanno iniziato a comunicare con i vasi sanguigni del topo, indicando che era possibile un trasferimento di sangue e sostanze nutritive per mantenere in vita l’innesto.
Tuttavia, c’è ancora molto lavoro da fare prima che gli innesti cutanei bioprinted 3D siano praticabili a livello clinico. Per uno, i ricercatori avranno bisogno della capacità di modificare le cellule del donatore in modo che siano accettate dal corpo del paziente e possano essere integrate senza problemi. Questo sarà il prossimo grande passo nella ricerca.
“Questo significativo sviluppo mette in luce il vasto potenziale della bioprinting 3D nella medicina di precisione, in cui le soluzioni possono essere adattate a situazioni specifiche e alla fine alle persone”, ha affermato Deepak Vashishth, direttore del CBIS. “Questo è un esempio perfetto di come gli ingegneri di Rensselaer stanno risolvendo le sfide legate alla salute umana”.
In fondo, il tessuto cutaneo bioprintato potrebbe essere usato per aiutare la sofferenza del paziente a causa di “problemi discreti” come ulcere diabetiche o da pressione. I casi più gravi, come le vittime di ustioni, avranno bisogno di un po ‘più di lavoro, poiché i ricercatori devono affrontare i danni ai nervi e vascolari.
“Per i pazienti [con problemi discreti], questi sarebbero perfetti, perché le ulcere di solito compaiono in posizioni distinte sul corpo e possono essere affrontate con piccoli pezzi di pelle”, ha concluso Karande. “La guarigione delle ferite in genere richiede più tempo nei pazienti diabetici, e questo potrebbe anche aiutare ad accelerare questo processo.”
