L’artrosi del ginocchio, un problema di salute comune che limita le attività quotidiane e sportive, può essere trattata con tessuto cartilagineo artificiale. Tuttavia, esiste un problema significativo: a volte, il tessuto artificiale non si integra bene con il tessuto naturale. Per superare questa sfida, i ricercatori dell’Università di Stoccarda sono riusciti a creare un tessuto cartilagineo artificiale che può essere personalizzato per adattarsi alla specifica anatomia del paziente e che può essere colonizzato con cellule vive.
La grande forza del tessuto cartilagineo su misura è che può essere meglio adattato alle condizioni individuali all’interno del corpo del paziente. Ciò aumenta le probabilità di una rapida integrazione, consentendo ai pazienti di sollevare peso sul ginocchio più velocemente e di essere liberi dal dolore in un periodo di tempo più breve. Gli scienziati dell’associazione di ricerca Stuttgart Partnership Mass Personalization (SPI – MP) dell’Università di Stoccarda stanno esaminando come gli impianti osso-cartilaginei biologici personalizzati possono essere prodotti automaticamente da biomateriali.
Per produrre il tessuto cartilagineo su misura, i ricercatori utilizzano un processo di stampa 3D speciale che fa parte di una catena di produzione continua. I processi di produzione additiva permettono la costruzione di oggetti con una geometria complessa a partire da diversi materiali. Per la produzione di impianti cartilaginei complessi, i ricercatori si avvalgono della stampa 3D multiasse, che offre una maggiore libertà di processo rispetto ai tradizionali processi di stampa a tre assi.
Le informazioni personalizzate per la stampa 3D vengono ottenute attraverso scansioni MRI. Questo permette la produzione individuale di ogni pezzo di cartilagine basandosi su un modello biologico. Usando i dati della scansione, i ricercatori generano una geometria target del difetto da sostituire, che può essere utilizzata per calcolare percorsi spaziali curvi per il processo di stampa.
Il materiale utilizzato per sostituire la cartilagine è una soluzione di gelatina metacrilata modificata, che viene indurita per essere resistente ai raggi UV. In questo materiale biomimetico, le cellule coltivate in un bioreattore vengono mescolate prima dell’impianto.
L’associazione di ricerca Stuttgart Partnership Initiative – Mass Personalization (SPI-MP) dell’Università di Stoccarda conduce ricerche all’avanguardia sulle tecnologie di produzione e i biomateriali per i sistemi biomedici personalizzati. Parte del Mass Personalization Center (LZMP), un’iniziativa congiunta dell’Università di Stoccarda e degli Istituti Fraunhofer di Stoccarda, SPI-MP mira a potenziare la connessione tra le iniziative di ricerca esistenti presso l’Università di Stoccarda e l’High Performance Center, allo scopo di preparare ulteriori progetti e collaborazioni future.
L’iniziativa di ricerca è volta a massimizzare l’innovazione nel campo dei biomateriali e delle tecnologie di produzione, con l’obiettivo di fornire soluzioni personalizzate per i pazienti con bisogni specifici nel campo della biomedicina. Attraverso la produzione di tessuto cartilagineo personalizzato, l’Università di Stoccarda è all’avanguardia nella ricerca e nello sviluppo di trattamenti più efficaci e personalizzati per condizioni comuni come l’artrosi del ginocchio. Con la continua evoluzione e miglioramento delle tecnologie di produzione additiva, le possibilità di trattamenti su misura per i pazienti continueranno a crescere, migliorando in ultima analisi la qualità della vita dei pazienti.
