Il nuovo materiale di stampa 3D e la stampante ad alta precisione più veloce creano un microambiente simile al corpo umano
Produzione rapida e affidabile di dispositivi di coltura cellulare per fecondazione in vitro con nuovo materiale e stampante NanoOne
Un nuovo materiale per la stampa 3D 2PP contribuirà a un’innovazione rivoluzionaria nel mercato della fecondazione in vitro (IVF). UpFlow, un materiale fotopolimerizzante sviluppato da UpNano GmbH (Austria), consente la stampa 3D rapida e precisa di microambienti per un nuovo tipo di coltura cellulare dinamica. Sviluppato dallo specialista in fecondazione in vitro Fertilis Pty Ltd (Australia), questo offre un ambiente meglio controllato e meno variabile per gli embrioni prima dell’impianto e imita il corpo umano più vicino rispetto ad altri prodotti attualmente sul mercato. Insieme a una stampante 3D NanoOne 2PP di UpNano, ciò consente una riduzione del 30-40% dei cicli di impianto come comunemente richiesto per rimanere incinta, risparmiando così il dolore emotivo e finanziario dei pazienti.
La fecondazione in vitro (FIV) è un momento stressante. Non solo per i genitori, ma anche per gli embrioni. Mantenerli sani e salvi richiede l’esposizione a condizioni che cambiano ripetutamente durante la fase preimpianto. Questo non solo causa uno stress significativo, ma aumenta anche il rischio di fallimento, rendendo necessari ripetuti cicli di fecondazione in vitro. Pertanto, al fine di ridurre lo stress per l’embrione e aumentare le percentuali di successo della fecondazione in vitro, Fertilis ha sviluppato e brevettato un ambiente unico per la fase critica della vita tra la fecondazione e l’impianto dell’embrione. Questo micro-dispositivo stampato in 3D, unico nel suo genere, incorpora caratteristiche di 0,05 mm di diametro e consente di monitorare e controllare con precisione il processo di coltura dell’uovo fecondato, eliminando la necessità per i professionisti della fecondazione in vitro di spostare le cellule tra le piastre di Petri.
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E sono proprio quelle minuscole caratteristiche – canali con un diametro inferiore a un capello umano – che si sono rivelate impegnative nella produzione, soprattutto con materiali e stampanti di altri produttori. Denise Hirner, Chief Operating Officer e co-fondatrice di UpNano, spiega il vantaggio dell’ultima aggiunta dell’azienda al suo portafoglio di materiali: “UpFlow offre una viscosità inferiore rispetto a qualsiasi altro materiale 2PP con biocompatibilità comparabile. Ciò consente un’elaborazione post-produzione di gran lunga superiore, in particolare il lavaggio dei canali molto sottili al fine di rimuovere il materiale non polimerizzato e garantire la riproducibilità degli elementi strutturali. “UpNano ha raggiunto questo obiettivo scegliendo resine di base specifiche per il materiale UpFlow che mantengono la viscosità del materiale basso fino a quando un’esposizione finale ai raggi UV indurisce il materiale e lo rende pronto per l’uso.
Fertilis utilizza UpFlow con una stampante NanoOne recentemente consegnata all’Australian National Fabrication Facility (ANFF) presso la University of South Australia. Questa stampante non solo migliora la qualità del micro-dispositivo stampato in 3D per l’incubazione degli embrioni, ma anche la velocità di produzione come spiega Marty Guavin, CEO di Fertilis: “In precedenza, la stampa 3D dei nostri dispositivi microfluidici richiedeva un’intera quindicina di giorni . Ora solo 4 ore. Si tratta di un’eccezionale accelerazione del processo produttivo. E, soprattutto, l’utilizzo di UpFlow si traduce in un prodotto di qualità migliore rispetto a prima.”
Ma non è lì che si ferma il miglioramento del processo produttivo. L’utilizzo di un NanoOne consente inoltre di sfruttare appieno la sua tecnologia di risoluzione adattiva. Questo può modulare l’ampiezza della messa a fuoco del raggio laser durante la stampa. In questo modo, le caratteristiche più grandi e più piccole possono essere stampate in una volta sola, aumentando i tempi di produzione e la qualità. Denise Hirner estende: “Il dispositivo microfluidico di Fertilis ha canali minuscoli e strutture più grandi per collegare il dispositivo ai tubi necessari per il processo di incubazione. Essendo in grado di stampare su una vasta gamma di scale, dai nanometri ai centimetri, il NanoOne può stampare tutto questo in un unico ciclo di produzione. Ciò migliora notevolmente la perfetta aderenza dei connettori ai tubi e riduce il rischio di eventuali perdite.
Presi insieme, i dispositivi microfluidici prodotti utilizzando UpFlow su una stampante NanoOne proteggono l’embrione e consentono modifiche automatizzate del mezzo nutritivo che circonda l’embrione. Ciò fornisce l’ambiente di crescita più ottimizzato mai sviluppato per la fecondazione in vitro. Marty Guavin aggiunge: “Il nostro dispositivo consente la fecondazione, la coltura degli embrioni e la crioconservazione degli embrioni in un’unica struttura, senza più spostare gli embrioni a mano. Questo, infatti, aumenta significativamente la percentuale di successo e riduce tempi, costi e stress per i genitori”. Per UpNano, lo sviluppo di UpFlow dimostra ancora una volta l’enorme potenziale della stampa 3D 2PP per la ricerca cellulare e medica. Lo ha dimostrato anche UpNano con l’introduzione di X Hydrobio INX© U200,
Informazioni su Fertilis Pty Ltd (2022)
Fondata nel 2019 e con sede ad Adelaide, in Australia, Fertilis è una startup medtech che sviluppa micro dispositivi medici innovativi che trasformano la vita. La tecnologia dell’azienda automatizza il processo di fecondazione in vitro e aumenta le percentuali di successo. Può anche svolgere un ruolo nella scoperta di nuovi trattamenti per una serie di altre condizioni croniche come il cancro, il diabete e la fibrosi cistica.
La pionieristica tecnologia medica stampata in 3D di Fertilis ha richiesto più di 20 anni di lavoro. Alla fine degli anni ’90, il professor Jeremy Thompson sviluppò per la prima volta un’idea per automatizzare la fecondazione in vitro. Durante un anno sabbatico presso la RMIT University e l’Università di Melbourne nel 2017, il professor Thompson ha collaborato con i co-membri del Center for Nanoscale Biophotonics per sviluppare il suo progetto di micro pod, che alla fine è stato creato utilizzando una stampante 3D. Lavorando con il professor David Gardner e basandosi sul suo coinvolgimento nel corso di molti anni, il professor Thompson e il suo team hanno ottimizzato e testato il progetto. Più la tecnologia si è evoluta, più ampio è diventato il suo potenziale. L’imprenditore seriale Marty Gauvin è entrato a far parte di Fertilis come CEO nel 2019 per commercializzare questa tecnologia e renderla accessibile a milioni di persone in tutto il mondo.
Su UpNano GmbH (2022)
Fondata nel settembre 2018 come spin-out della TU Wien, UpNano è un’azienda high-tech con sede a Vienna focalizzata sullo sviluppo, la produzione e la commercializzazione di sistemi di stampa 3D ad alta risoluzione basati sulla polimerizzazione a 2 fotoni. Con il primo prodotto commerciale, il sistema di stampa NanoOne, è possibile stampare microparti con dettagli strutturali ≥170 nm. Grazie al processo di stampa molto rapido, è possibile realizzare anche parti in scala media fino a diversi centimetri di altezza.
