Un gruppo di ricercatori sta utilizzando la stampa 3D per creare stampi speciali destinati alla produzione di piastre che aiutano la crescita degli embrioni durante i trattamenti di fecondazione in vitro (IVF). Queste piastre, conosciute come well-of-the-well (WOW), presentano piccoli pozzi di forme diverse che supportano meglio lo sviluppo degli embrioni, aumentando potenzialmente le possibilità di successo dei trattamenti IVF.
Grazie a una stampante 3D della B9Creations, un team di ricercatori della Vanderbilt University e del Tennessee Fertility Institute ha progettato stampi che consentono di realizzare queste piastre WOW in modo più economico e rapido rispetto ai metodi tradizionali. Nei test condotti su embrioni di topo, le piastre con pozzi emisferici hanno favorito uno sviluppo embrionale migliore rispetto a quelle utilizzate nelle piastre IVF standard.
L’Importanza della Cultura Embrionale
La fecondazione in vitro è un processo delicato, con tassi di successo che restano inferiori al 33% negli esseri umani. Con l’aumento della domanda di risultati migliori, ricercatori e medici sono costantemente alla ricerca di nuove tecniche per migliorare la coltura degli embrioni, una fase cruciale in cui gli embrioni vengono cresciuti e nutriti fuori dal corpo prima dell’impianto. Una delle innovazioni più promettenti in questo ambito è il sistema di coltura WOW, che offre un nuovo modo per ospitare embrioni individuali durante le prime fasi del loro sviluppo.
A differenza delle piastre tradizionali, dove gli embrioni condividono la stessa goccia di terreno di coltura—una soluzione ricca di nutrienti che supporta la loro crescita—il sistema WOW assegna a ciascun embrione un proprio “micropozzo”. Questi micropozzi mantengono gli embrioni separati, ma permettono loro di accedere comunque a un “macropozzo” più grande che contiene il terreno di coltura condiviso e l’olio.
Questo approccio consente agli embrioni di crescere con meno interruzioni e un migliore accesso ai nutrienti di cui hanno bisogno. I ricercatori hanno scoperto che la forma e la dimensione di questi micropozzi possono influenzare significativamente lo sviluppo degli embrioni, e personalizzare le forme dei micropozzi nel sistema WOW potrebbe migliorare ulteriormente la salute embrionale.
Il Ruolo della Stampa 3D nella Creazione delle Piastre WOW
Nel loro studio pubblicato su Nature, il team spiega come la stampa 3D sia stata fondamentale per questa innovazione. Hanno utilizzato una stampante 3D a proiezione di luce digitale (DLP) di B9Creations per creare gli stampi. Una volta realizzati gli stampi, hanno versato un materiale morbido chiamato polidimetilsilossano (PDMS) al loro interno. Dopo che il PDMS si è indurito nello stampo stampato in 3D, è stato rimosso, ottenendo così l’inserto WOW, contenente quei piccoli pozzi o tasche per gli embrioni. Questi inserti vengono poi inseriti nelle piastre IVF standard, completando così il sistema WOW che favorisce una migliore crescita degli embrioni.
Forme Micropozzo e Sviluppo Embrionale
Una delle scoperte più interessanti riguarda l’importanza della forma del micropozzo nello sviluppo embrionale. I ricercatori hanno testato diverse forme di micropozzo, tra cui emisferiche, piramidali e coniche tronche, scoprendo che gli embrioni cresciuti nei micropozzi emisferici hanno mostrato i risultati di qualità migliore. La forma emisferica, infatti, simula più da vicino l’ambiente naturale dell’embrione, offrendogli migliori condizioni per prosperare.
Questi risultati sono stati misurati osservando lo sviluppo degli embrioni fino allo stadio di blastocisti, una fase importante che aiuta i medici a prevedere le probabilità di una gravidanza di successo. Inoltre, questa scoperta apre la strada a ulteriori ricerche per ottimizzare il design dei micropozzi per migliorare ulteriormente i risultati dei trattamenti IVF umani.
Vantaggi della Stampa 3D e Accessibilità
La possibilità di testare rapidamente diverse forme di micropozzo è resa possibile grazie alla flessibilità della stampa 3D. Le piastre WOW tradizionali vengono prodotte utilizzando metodi come lo stampaggio a iniezione di polistirene, dove la plastica liquida viene iniettata in uno stampo per formare la piastra. Questo processo è costoso e difficile da personalizzare, poiché ogni stampo è realizzato per una forma specifica, rendendo complicato cambiare o testare nuovi design.
Utilizzando la stampa 3D, i ricercatori sono stati in grado di iterare rapidamente i loro design, producendo stampi che costano appena 60 dollari da stampare e inserti che costano solo 77 centesimi ciascuno. Questo processo a basso costo potrebbe rendere il sistema WOW più accessibile alle cliniche di fertilità in tutto il mondo.
Lo studio ha dimostrato che le piastre WOW prodotte con la stampa 3D, specialmente quelle con micropozzi emisferici, superano le alternative commerciali in termini di qualità embrionale.
Riusabilità e Prospettive Future
Inoltre, il sistema WOW si distingue per la sua riusabilità. Gli stampi 3D utilizzati per realizzare gli inserti WOW sono stati testati e i ricercatori hanno scoperto che potevano essere riutilizzati molte volte senza perdere qualità. Questo riduce i costi e lo sforzo necessari per produrre queste piastre, rendendole un’opzione più conveniente per le cliniche di fertilità.
Le applicazioni mediche sono da tempo uno dei principali ambiti di utilizzo della stampa 3D, impiegata per produrre di tutto, dagli impianti personalizzati agli strumenti chirurgici. Ora, con il sistema WOW, la stampa 3D sta facendo il suo ingresso nei trattamenti IVF, dimostrando ancora una volta quanto sia adattabile questa tecnologia.
