Intervista: FELIXprinters discute di nuove stampanti 3D BIOprinter, collaborazione e applicazioni
“Semplice” probabilmente non è il primo aggettivo che viene in mente quando si pensa alla bioprinting 3D. Forse complesso, hi-tech, futuristico, ma in una recente conversazione con la società di stampa 3D FELIXprinters e la Technical University of Denmark (DTU) su un nuovo dispositivo che viene acclamato come “lo strumento di ricerca bio per eccellenza in un pacchetto economico”, tu penso che fosse un gioco da ragazzi.
“Cerco di mantenerlo semplice”, afferma Hakan Gürbüz, un ricercatore di dottorato di ricerca industriale presso DTU, durante una recente chiamata su Skype in cui ha paragonato i materiali utilizzati nel processo di bioprinting 3D a quelli che potresti facilmente trovare nella tua teglia. La tecnologia, confezionata all’interno della nuova stampante BIOprinter FELIX, utilizza la gelatina come materiale per la diffusione cellulare, per cui si depositano speciali bioink per creare scaffold simili a tessuti, in modo simile alla tradizionale stampa strato per strato. Sembra abbastanza semplice – almeno in termini di bioprinting – ma rendere quel processo semplice è stata in effetti la parte più difficile.
La macchina è la prima deviazione della società di produzione additiva olandese dalla stampa basata sull’estrusione di polimeri, che recentemente si è estesa alla stampa ad alta temperatura , ma mantiene la stessa architettura resa popolare dalle sue macchine dal 2010. Uniche per la stampante BIO, tuttavia, sono la doppia stampa sterilizzabile teste dotate di siringhe per depositare contemporaneamente due diversi bioink, un’area di costruzione adattata con funzionalità di riscaldamento e raffreddamento per ospitare piastre di Petri standard e piastre di coltura e un modulo di polimerizzazione UV per consentire la stampa con materiali viscosi induribili. Queste caratteristiche, progettate specificamente per la stampa di strutture di impalcature ibride scalabili e perfusabili, mirano a introdurre sul mercato un’opzione di bioprinting accessibile, facile da usare ed economica.
“Sembra semplice, ma è stato un sacco di lavoro per farlo funzionare correttamente e facile da usare”, Guillaume Feliksdal, Managing Director di FELIXprinters dice a TCT, spiegando come la macchina sia “relativamente simile a una normale stampante”. Il processo è davvero familiare: carichi il tuo materiale di stampa, in questo caso bioink, in siringhe standard da cinque millilitri, prepari il tuo file utilizzando un normale software di slicing e sei pronto per iniziare.
La macchina è stata sviluppata in collaborazione con DTU e training4crm con i finanziamenti del programma Horizon 2020 dell’Unione Europea con il risultato complessivo di portare sul mercato una bioprinter 3D economica e facile da usare. In particolare, la macchina è una bioprinter per microestrusione che eroga materiali ad alta viscosità come idrogel, copolimeri biocompatibili e sferoidi cellulari in una stringa continua utilizzando l’estrusione motorizzata per consentire una migliore controllabilità del flusso.
La stampante BIO è stata annunciata per la prima volta lo scorso autunno dopo tre anni di collaborazione. Avendo lanciato commercialmente a marzo, il tempismo, ammette Feliksdal, non è stato il più ottimale dato che la macchina è atterrata poiché molti paesi hanno iniziato i blocchi a causa della pandemia di COVID-19 in corso , ma ci sono già una manciata di università e ricercatori che la utilizzano.
Uno di questi è Gürbüz, la cui ricerca presso il Dipartimento di Biotecnologia e Biomedicina di DTU si concentra sulla stampa 3D di scaffold 3D ibridi e biomateriali. Gürbüz ha lavorato con le stampanti FELIX sullo sviluppo della stampante BIO e anche a livello accademico per la sua tesi di dottorato. Il suo lavoro è incentrato sullo sviluppo di un trattamento per il morbo di Parkinson producendo impianti neurali che rilasciano dopamina nel cervello del paziente. La stampante viene utilizzata per produrre modelli di malattia che imitano la malattia per la ricerca e la sperimentazione precoce dei trattamenti.
“L’impalcatura consente di creare una matrice di celle, su cui è possibile eseguire ricerche e determinati test”, spiega Feliksdal. “Loro [i ricercatori] erano soliti realizzare impalcature in modo molto elaborato e con una bioprinter 3D, possono stampare direttamente l’impalcatura così com’è che consente di risparmiare molto tempo e anche denaro. Questa è un’applicazione di ricerca. “
Altre applicazioni avanzate, elabora Feliksdal, potrebbero includere la stampa di medicinali, strutture ossee che possono essere coltivate con cellule e quindi impiantate, o per l’ingegneria del tessuto cutaneo per la sperimentazione di cosmetici in alternativa alla sperimentazione animale.
Ambienti accademici e laboratori di ricerca, quelli che non hanno accesso a ingenti budget per acquisire le attuali apparecchiature di bioprinting 3D e gli utenti che potrebbero non avere esperienza nella stampa 3D sono i luoghi in cui FELIXprinters ritiene che la sua stampante BIO potrebbe avere un impatto reale. È stato progettato per offrire la stessa accessibilità e aggiornabilità della serie FELIX Pro dell’aziendaciò significa che la macchina può essere adattata alle applicazioni future con il cambio di una testina di stampa. È anche un sistema aperto che consente ai ricercatori di utilizzare la loro scelta di materiali di consumo standard. Feliksdal ha spiegato in che modo l’azienda si è impegnata a fondo per rendere la macchina facile da usare, in particolare per ambienti educativi in cui potrebbe fungere da trampolino di lancio per attività di bioprinting più avanzate. La natura stessa di quei contesti accademici, che vede una costante inversione di tendenza di nuovi studenti e ricercatori che devono essere formati, rende questa facilità d’uso ancora più accattivante. Poi c’è il prezzo che è posizionato significativamente più basso rispetto alla maggior parte delle opzioni di bioprinting 3D di fascia alta. FELIXprinters afferma che i clienti possono contattare per un preventivo sul sito Web ma Feliksdal commenta: “Puoi avere, diciamo,
“Riteniamo che sia un punto debole”, afferma Feliksdal della sua attuale base di utenti. “Ma quello che ho sentito da diverse persone è che l’obiettivo è portare questa tecnologia il prima possibile nelle cliniche. Quindi, in questo momento è più concentrato sulla ricerca, ma sarebbe bello se una farmacia avesse una bioprinter che può stampare medicine direttamente o in un ospedale dove possono stampare una serie di cellule della pelle quando qualcuno [ha] bruciato la pelle o le protesi ossee, per esempio.”
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Stampante 3D BIO con print.png
La stampante BIO è attualmente in uso all’interno di università e laboratori di ricerca, ma la speranza è quella di portare questa tecnologia alla clinica.
La produzione additiva di parti di supercar e motori a reazione di nuova generazione potrebbe non sorprendere più l’entusiasta medio di AM, ma l’idea che un giorno saremo in grado di utilizzare tecnologie additive per creare organi viventi, sembra la parte che è ancora fantascienza. Eppure, l’anno scorso i ricercatori della Carnegie Mellon University hanno pubblicato un articolo che descrive in dettaglio “passi critici” sul percorso per la stampa 3D di un cuore umano funzionale per adulti , mentre a febbraio, collettori stampati in ceramica 3D per un sistema di condizionamento dei tessuti sono stati sottoposti a test a bordo del Stazione Spaziale Internazionale. Infatti, secondo le previsioni di mercato, il mercato globale della bioprinting 3D dovrebbe crescere a un CAGR di oltre il 20% entro la metà degli anni ’20, quando le richieste di assistenza sanitaria aumentano e vengono ricercate alternative per studi clinici.
Feliksdal afferma che mentre l’ambito di applicazione della stampante BIOprinter non è attualmente così avanzato come alcune macchine per bioprinting ad alto costo attualmente sul mercato, la società è “già sulla roadmap per andare in clinica”. Indica anche la possibilità di applicazioni rivolte al futuro come piccoli organoidi 3D, una replica semplificata di un organo che può essere utilizzata per simulare la micro-anatomia per la ricerca medica.
“L’obiettivo è ora essere coinvolti e crescere in questa nuova nicchia e vedere da dove viene”, conclude Feliksdal. “Cerchiamo di ottenere, per quanto possibile, molte collaborazioni con i laboratori di ricerca, le università per avere più un’idea di ciò che è necessario per la bioprinting e anche dove si stanno dirigendo in questo settore. Finora ne abbiamo parlato con diversi. Dicono ‘ok, è bello che ora possiamo fare molti test con questa stampante BIO ma sarà ancora più bello se potremo davvero usarlo nella vita reale’ ”.
