Bypass cardiaci dalla stampante bio: i ricercatori di Kiel stampano vasi sanguigni 3D
Chirurgo vascolare Dr. Rouven Berndt e colleghi stanno sviluppando un nuovo tipo di bio-stampante 3D per creare vasi sanguigni sottili per impianti di bypass – supportato dal Dr. Finanziamento del progetto Rusche dalla German Heart Research Foundation
Insieme a un team di scienziati, il chirurgo vascolare di Kiel Dr. med. Rouven Berndt per sviluppare il prototipo di un nuovo tipo di bio-stampante 3D per produrre vasi sanguigni fini per impianti di bypass. Il medico senior presso la Clinic for Cardiovascular Surgery presso l’University Medical Center Schleswig-Holstein (UKSH), Campus Kiel, riceve il Dr. Finanziamento ricerca Rusche di 53.000 euro.
“In particolare nei pazienti cardiopatici che non hanno vene endogene adatte per la produzione di un vaso di bypass, questa nuova procedura potrebbe significare enormi progressi per la chirurgia di bypass cardiaco, soprattutto in termini di sicurezza del paziente”, sottolinea il Prof. Dr. med. Armin Welz, cardiochirurgo e presidente del comitato consultivo scientifico del DSHF, fondato dalla German Heart Foundation nel 1988.
Le arterie coronarie ristrette o bloccate, note come malattia coronarica (CHD), sono pericolose perché, se non trattate, possono portare a complicazioni potenzialmente letali come attacchi di cuore. Le malattie a uno o due vasi facilmente curabili, ovvero le costrizioni in una o due arterie coronarie, possono essere solitamente trattate in modo interventistico, ovvero vengono espanse con un palloncino o uno stent impiantato. In caso di malattie dei tre vasi e stenosi del tronco principale, i colli di bottiglia di solito devono essere colmati chirurgicamente con un bypass. In un’operazione di bypass, i chirurghi cardiovascolari bypassano i vasi ostruiti con vene o vene dal corpo. Bypass significa bypassare. Cuci i vasi sani sulle arterie coronarie come ponti vascolari davanti alle costrizioni,
Circa 45.000 bypass all’anno in Germania
Le operazioni di bypass sono diventate interventi di routine; I cardiochirurghi in questo paese eseguono circa 45.000 bypass all’anno. Il problema: circa il 20% delle persone colpite che necessitano di un intervento chirurgico di bypass non hanno vasi endogeni adeguati. “Questo problema è particolarmente grave nei pazienti che devono sottoporsi a un’altra procedura”, spiega Berndt. “Molti pazienti portano con sé anche malattie venose come le vene varicose, quindi non abbiamo materiale sufficiente per trattare tutte le costrizioni”. Inoltre, quasi la metà dei bypass venosi si restringe o si blocca dopo circa dieci anni. Se, ad esempio, le arterie del bacino e delle gambe sono colmate con un bypass in plastica in caso di malattia occlusiva arteriosa periferica (PAD),
La testina di stampa crea un tubo dalle cellule del corpo
In questo contesto, lo specialista del cuore di Kiel ha sviluppato il prototipo di una bio-stampante 3D insieme a un team di medici, biologi e ingegneri delle università tecniche di Kiel e Amburgo. Con il nuovo dispositivo è possibile creare sottili vasi sanguigni. Per questo progetto, il Dr. Berndt è ora il DSHF finanziato dal Dr. Assegno di ricerca Rusche ricevuto. Gli scienziati del suo team hanno già esperienza nella ricerca sulle cellule staminali, nella terapia cellulare e nella bioingegneria nella medicina cardiovascolare. “La testina di stampa che abbiamo progettato può stampare un tubo costituito dalle cellule endoteliali e muscolari viventi del corpo”, afferma il chirurgo vascolare e responsabile del progetto. Brevemente per spiegare: le cellule endoteliali piatte sottilissime rivestono i vasi dall’interno. Le cellule muscolari sovrastanti assicurano che le navi possono contrarsi ed espandersi. Queste sono proprietà importanti che assicurano che i bypass durino a lungo e rimangano aperti. “Il tubo creato ha la parete del vaso sottile richiesta e un diametro da quattro a sei millimetri”, commenta il dott. Berndt. La produzione di bypass artificiali relativamente piccoli è sempre un Santo Graal nella chirurgia cardiovascolare, afferma il dott. Berndt, perché la maggior parte dei loro materiali sembrano inadatti e possono verificarsi chiusure premature. I vasi stampati si sono già dimostrati validi in esperimenti di laboratorio. I primi risultati saranno presto pubblicati su riviste scientifiche.
Obiettivo: stampare vasi sanguigni anche per altri destinatari
Il prototipo della stampante biologica sviluppato dai ricercatori deve ora essere prodotto industrialmente da un’azienda aerospaziale. Ad esempio, le bioprinter disponibili in commercio fino ad oggi non sono in grado di produrre innesti vascolari nella lunghezza totale da 30 a 40 centimetri che è spesso richiesta per i bypass. Nel progetto di ricerca, gli scienziati vogliono anche indagare se i vasi sanguigni stampati sono biologicamente integrati nel sistema vascolare esistente a lungo termine. Questo è ancora aperto. Un altro obiettivo: stampare i vasi sanguigni sia per la chirurgia di bypass sul donatore di cellule che per altri riceventi.
