I cosmonauti ISS stampano il tessuto osseo nello spazio usando la bioprinter magnetica di 3dbio
Gli innesti ossei potrebbero contribuire a trasformare in realtà lo spazio a lungo raggio e le missioni interplanetarie
Per la prima volta al mondo, gli scienziati russi di 3D Bioprinting Solutions (3dbio) sono stati in grado di eseguire la bioprinting del tessuto osseo nello spazio crescendo frammenti della struttura ossea in condizioni di gravità zero. Durante gli esperimenti sulla ISS, sono stati fatti campioni di tessuto con ceramiche al fosfato di calcio, che sono state popolate con cellule viventi. Questi campioni sono attualmente allo studio approfondito sulla Terra. In futuro, questa tecnologia consentirà la creazione di protesi ossee da trapiantare su cosmonauti in spedizioni interplanetarie a lungo raggio.
Durante i voli con equipaggio su Marte o il lavoro presso la base lunare, i cosmonauti trascorreranno lunghi periodi in condizioni di isolamento e bassa gravità. In tali circostanze, fornire loro assistenza medica specializzata è problematico. Pertanto è necessario creare nuovi mezzi di medicina spaziale per la formazione di tessuti corporei a gravità zero. In futuro, tali tessuti possono essere trapiantati nei cosmonauti se si ammalano, si feriscono o se la struttura ossea degenera nella micro-gravità.
Gli scienziati russi stanno ora esaminando questi problemi, rispetto alle ossa umane, conducendo esperimenti pertinenti sulla ISS. Lo scorso 22 agosto 2019, 3Dbio ha inviato un lotto di materiali cellulari all’ISS , per essere biografato utilizzando Organ.ut bioprinter magnetico, che consente l’assemblaggio 3D di strutture tissutali in micro-gravità.
Questo dispositivo utilizza la tecnologia della levitazione magnetica a gravità zero, in modo che l’oggetto non venga creato a strati, come nelle stampanti 3D convenzionali, ma volumetricamente, da tutti i lati contemporaneamente. Per visualizzare questo processo puoi pensarlo come fare una palla di neve. Usando questo metodo di produzione, i cosmonauti russi sono riusciti a formare un frammento di tessuto osseo, a forma di sferoide, da particelle di ceramica. I frammenti hanno quindi iniziato a interagire tra loro, formando legami chimici stabili. A questo punto, le cellule osteogeniche vive furono distribuite uniformemente sulla superficie dello sferoide, che successivamente formò una struttura tissutale e ingegnerizzata.
Lo scorso ottobre i campioni che abbiamo riportato con successo sulla Terra su un veicolo di discesa, preservandone l’integrità e le proprietà. Attualmente, vengono studiati in dettaglio da scienziati che sono già stati in grado di confermare che il materiale risultante mostra un’elevata attività biologica. In futuro, questo processo potrebbe quindi consentire una rapida produzione di tessuto osseo.
Le soluzioni di bioprinting 3D hanno rivelato piani per continuare gli esperimenti sulla crescita dei tessuti in orbita. In particolare, gli scienziati di 3dbio hanno in programma di far crescere gradualmente più tessuto osseo in forme più complesse, avvicinandolo così alle caratteristiche delle ossa biologiche originali. “Successivamente compliceremo la geometria dei prodotti stampati”, ha affermato Yusef Khesuani, cofondatore e Managing Partner di 3D Bioprinting Solutions. “Per raggiungere questo obiettivo intendiamo aggiungere onde sonore al sistema di controllo della nostra stampante. Questi lavoreranno insieme alle onde magnetiche per creare forme più complesse. Questo – ha aggiunto Khesuani – ci permetterà di creare oggetti tubolari e ramificati, che nella loro forma corrisponderanno alle ossa e ai vasi sanguigni umani ”.
La stampa di tessuto osseo da particelle di ceramica insieme a biomateriali a gravità zero è stata eseguita per la prima volta al mondo da 3D Bioprinting Solutions. Pertanto, durante lo studio dei campioni risultanti, è possibile effettuare importanti scoperte fondamentali. In futuro, la nuova tecnologia consentirà la crescita di protesi ossee per i cosmonauti e le operazioni di trapianto senza la necessità di tornare sulla Terra.