SCIENZIATI STAMPANO IN 3D UN NUOVO ‘SIMULATORE POLMONARE’ OPEN SOURCE PER FUMARE CANNABIS
Scienziati della Canadian McMaster University e dell’Università di Waterloo hanno stampato in 3D un modello dal vivo in grado di replicare l’impatto del fumo di cannabis sul polmone umano.
Caricando il “Sistema di esposizione in vitro” (IVES) con cellule epiteliali ed esponendole alla canapa, il team è stato in grado di mappare accuratamente le risposte avverse del corpo alla droga ricreativa. Dopo il loro successo iniziale, i ricercatori hanno ora reso open-source il loro dispositivo di monitoraggio dei vasi, con l’obiettivo di consentire una ricerca più ampia per ampliare la legalizzazione della marijuana.
Valutare il costo dell ‘”accensione”
Mentre i nostri polmoni entrano regolarmente in contatto con batteri e virus, il corpo umano ha sviluppato forti risposte immunologiche per impedirci di ammalarci. Le cellule epiteliali che rivestono le nostre vie aeree sono una parte vitale di questa difesa, generando muco e citochine antivirali e, se danneggiate da malattie come l’asma, diventano disfunzionali, causando difficoltà respiratorie ai pazienti colpiti.
Secondo gli scienziati canadesi, fumare cannabis costituisce un simile “attacco ai polmoni”, in quanto provoca sintomi come tosse, respiro sibilante e contrazione del torace. Di conseguenza, lo sviluppo di una comprensione precisa dell’impatto del fumo di marijuana è fondamentale per identificare potenziali segnali di pericolo, oltre a informare la politica del governo, quando molti stanno considerando di legalizzarlo per uso medicinale.
I modelli di test in vitro sono già uno strumento vitale quando si tratta di ricerca sul fumo di tabacco, ma dati il loro costo, imprecisione e mancanza di accessibilità, sono usati raramente all’interno di studi equivalenti sulla cannabis. Per ovviare a questo, gli scienziati hanno quindi deciso di stampare in 3D un nuovo sistema IVES, con l’obiettivo di renderlo il più accessibile possibile ai laboratori non specializzati.
Utilizzando una stampante 3D Form 2 di Formlabs , il team ha fabbricato un IVES a quattro camere simile a un polmone, con due ingressi, quattro uscite e quattro cappucci. In teoria, il sistema funziona “inalando” il fumo attraverso uno dei suoi ingressi, prima di distribuirlo attraverso le sue quattro camere (ciascuna delle quali include un inserto a cella), prima dell’uscita dei fumi.
Per testare praticamente la loro nuova macchina, gli scienziati hanno deciso di arrotolare dell’hashish di livello di ricerca, accendere e collegare l’IVES utilizzando una valvola a 3 vie e una siringa. Una volta che il polmone robotico aveva finito di “fumare” la sua articolazione, i ricercatori hanno valutato la vitalità delle sue cellule epiteliali, scoprendo che la loro funzionalità autoimmune era stata gravemente danneggiata.
Dato che studi precedenti hanno tracciato collegamenti tra difficoltà respiratorie e carenze di barriera, il team ha considerato questa prova che l’illuminazione fa male ai polmoni. I ricercatori hanno anche confrontato i livelli di citochine delle loro cellule con quelli prelevati da pazienti affetti da fumo e hanno scoperto che i consumatori di erba ricreativa hanno maggiori probabilità di soffrire di infiammazioni alla gola, tra gli altri problemi respiratori.
Sebbene gli scienziati alla fine abbiano ammesso che sarebbero necessari ulteriori test sui parametri per verificare i loro risultati, considerano il loro apparato un successo. In effetti, il team ritiene che il loro approccio potrebbe essere applicato in vari studi tossicologici, che vanno dall’analisi congiunta e dello svapo, alla valutazione dell’impatto dei patogeni sul sistema immunitario.
Bioprinting e trapianti di polmone
Mentre il team canadese sta adottando un approccio preventivo alla malattia polmonare, sono stati compiuti notevoli progressi anche nello sviluppo di sostituzioni bioprintate 3D.
Dopo aver studiato il potenziale degli organi bioprintati negli ultimi quattro anni, 3D Systems ha recentemente annunciato una svolta nello sviluppo dei suoi scaffold di tessuto solido. Lavorando a fianco di United Therapeutics , l’azienda è stata in grado di creare un sistema di fabbricazione di tessuti vascolarizzati chiamato Print to Perfusion .
In modo simile, United Therapeutics sta anche lavorando a fianco della società di bioprinting isreali CollPlant per trasformare una fabbrica di tabacco in una “linea di produzione di reni”. Le aziende hanno rafforzato la loro partnership lo scorso anno, firmando un nuovo accordo in cui si sono impegnate a entrare nella produzione in serie di reni .
Su scala molto più piccola, un team con sede presso il Dipartimento per gli affari dei veterani (VA) degli Stati Uniti sta progettando chip per la stampa 3D che potrebbero essere in grado di supportare organi guasti. In definitiva, i ricercatori mirano a fabbricare dispositivi che costituiscano “polmoni artificiali”, che aiutano a regolare l’ assunzione di CO 2 sana nei pazienti con problemi di salute .
I risultati dei ricercatori sono dettagliati nel loro documento intitolato ” Sviluppo e convalida di un sistema di esposizione ambientale in vitro open source, usa e getta, stampato in 3D per inserti di colture Transwell . “La ricerca è stata co-autore di Abiram Chandiramohan, Mohammedhossein Dabaghi, Jennifer A. Aguiar, Nicholas Tiessen, Mary Stewart, Quynh T. Cao, Jenny P. Nguyen, Nima Makhdami, Gerard Cox, Andrew C. Doxey e Jeremy A. Hirota .
