Innovazione – Il bioprint mobile sul comodino 3D può stampare la pelle per guarire le ferite
In una svolta, gli scienziati della Wake Forest Institute for Wener-Wurm (WFIRM) hanno creato un sistema di bioprinting 3D della pelle mobile che consente di stampare la pelle a due strati direttamente in una ferita. Il team, che ha pubblicato le loro scoperte in Scientific Reports il 12 febbraio, ha scoperto che questo tipo di trattamento, che userebbe le cellule di un paziente per “stampare” nuova pelle, aiutando nella guarigione di grandi ferite o ustioni. Meglio ancora, è mobile, il che significa che può essere spostato direttamente al capezzale per curare le ferite.
“L’aspetto unico di questa tecnologia è la mobilità del sistema e la capacità di fornire la gestione in loco di ferite estese mediante la scansione e la misurazione al fine di depositare le cellule direttamente dove sono necessarie per creare la pelle”, ha affermato Sean Murphy, Ph.D., professore assistente della WFIRM che è stato autore principale del documento.
Il team riferisce che le principali cellule della pelle – fibroblasti dermici e cheratinociti epidermici – possono essere facilmente isolate da un campione del tessuto non lesionato del paziente. I fibroblasti sono cellule che sintetizzano la matrice extracellulare e il collagene che svolgono un ruolo fondamentale nella guarigione delle ferite mentre i cheratinociti sono le cellule predominanti che si trovano nell’epidermide, lo strato più esterno della pelle.
La nuova tecnologia è davvero impressionante. I ricercatori hanno dimostrato la prova del concetto del sistema stampando la pelle direttamente sui modelli pre-clinici. Innanzitutto, l’inchiostro composto da queste cellule e un substrato di idrogel viene inserito nel bioprinter 3D. Successivamente, la tecnologia di imaging integrata che comprende un dispositivo che analizza la ferita, alimenta i dati nel software per dire alle testine di stampa dove consegnare le cellule strato per strato nella ferita. Il team ha scoperto che questo sistema replica e accelera la formazione della normale struttura e funzione della pelle.
Il prossimo passo è condurre una sperimentazione clinica sull’uomo. Mentre gli innesti cutanei sono attualmente utilizzati per il trattamento di ferite e ustioni, un’adeguata copertura delle ferite è spesso una sfida in particolare quando vi è una disponibilità limitata di pelle sana da raccogliere. Gli innesti di pelle da donatori sono un’opzione, ma c’è sempre il rischio che gli innesti dei donatori vengano rifiutati dal paziente. E gli innesti di pelle producono anche cicatrici.
“La tecnologia ha il potenziale per eliminare la necessità di innesti cutanei dolorosi che causano ulteriori deturpazioni per i pazienti che soffrono di grandi ferite o ustioni”, ha detto il direttore della WFIRM Anthony Atala, MD, e coautore del documento. “Un bioprinter mobile in grado di fornire la gestione in loco di ferite estese potrebbe aiutare ad accelerare la consegna delle cure e ridurre i costi per i pazienti”.
Con il sistema bioprinter WFIRM 3D i ricercatori hanno potuto vedere una nuova pelle formarsi verso l’esterno dal centro della ferita e questo è avvenuto solo quando sono state utilizzate le cellule del paziente, perché i tessuti sono stati accettati e non rigettati.
“Se si consegnano le cellule del paziente, esse contribuiscono attivamente alla cicatrizzazione delle ferite organizzandosi in anticipo per avviare il processo di guarigione molto più velocemente”, ha detto James Yoo, MD, Ph.D., che ha guidato il gruppo di ricerca e co-autore del documento . “Mentre ci sono altri tipi di prodotti per la guarigione delle ferite disponibili per il trattamento delle ferite e per aiutarli a chiudersi, questi prodotti non contribuiscono realmente alla creazione della pelle”.
