Introduzione alla Bioprinting di Trapianti Personalizzati
Il University of Toledo Medical Center (UTMC) ha adottato una tecnologia di stampa 3D in grado di produrre impianti biobased partendo dal tessuto adiposo del paziente. Questo approccio trasforma le proprie cellule in una “bioink” che, grazie a un sistema di stampa dedicato fornito da Tides Medical, viene depositata strato dopo strato per creare un innesto su misura, con geometria e spessore adattati esattamente alla lesione.
Fasi del Procedimento Clinico
-
Rilevazione e Modellazione Digitale
Mediante fotografie ad alta risoluzione e algoritmi di intelligenza artificiale, gli specialisti generano un modello tridimensionale della ferita. Questa scansione consente di definire profili e profondità con precisione submillimetrica. -
Preparazione del Bioink
Si preleva una piccola quantità di tessuto adiposo, solitamente dall’addome, e lo si sottopone a processi di purificazione e concentrazione cellulare. Ne risulta una sospensione ricca di cellule staminali mesenchimali e fattori di crescita endogeni, elemento chiave per stimolare la rigenerazione tessutale. -
Stampa dell’Innesto
La bioink viene caricata nella stampante 3D di Tides Medical, progettata per il bioprinting clinico. Il dispositivo deposita con precisione strati successivi, costruendo un innesto che si adatta perfettamente ai contorni della ferita. -
Applicazione e Fase di Guarigione
Il trapianto non sostituisce la pelle, ma funge da supporto scaffold, favorendo la proliferazione cellulare e la formazione di nuovi vasi sanguigni. Al termine del ciclo di stampa, l’innesto viene applicato direttamente sulla lesione, senza necessità di ulteriori interventi chirurgici complessi.
Vantaggi del Metodo Rispetto ai Trapianti Tradizionali
-
Adesione Perfetta: il pezzo stampato combacia con la forma della ferita, riducendo spazi morti e problemi di adesione.
-
Stimolo alla Rigenerazione: le cellule staminali presenti nella bioink rilasciano fattori di crescita che accelerano la cicatrizzazione rispetto ai metodi convenzionali.
-
Riduzione delle Complicazioni: eliminando la necessità di prelievi cutanei estesi, si abbassa il rischio di infezioni secondarie e di dolore post-operatorio.
Esperienze sul Campo e Testimonianze
Tra i primi casi trattati figura il paziente Jeffrey Paul, affetto da una lesione cronica alla caviglia derivante da una malattia autoimmune. Dopo anni senza miglioramenti, ha sperimentato l’innesto bioprintato a metà maggio: entro due settimane ha riscontrato una progressiva chiusura del tessuto necrotico e un netto miglioramento del tessuto cutaneo circostante. “Ogni cambio di medicazione non portava risultato, finché non ho deciso di provare questa tecnica. Ora vedo la guarigione,” ha dichiarato Paul.
Integrazione con Strumentazione Avanzata
Il finanziamento ottenuto tramite donazione di un ex paziente ha permesso a UTMC di dotarsi anche di:
-
Un sistema di imaging molecolare per valutare cariche batteriche nelle ferite (fornito da una società leader in diagnostica point-of-care)
-
Un dispositivo per la misura in tempo reale della saturazione di ossigeno tissutale, utile per personalizzare la terapia in base allo stato di ossigenazione del letto di ferita
Confronto con Altri Centri e Tecnologie
-
Wake Forest Institute for Regenerative Medicine utilizza bioprinter multipenna per tessuti cutanei e impianti osteo-cartilaginei, dimostrando che le bioink a base di collagene umanizzato possono rigenerare epidermide e derma in modelli preclinici.
-
CELLINK ha sviluppato bioink a matrice adiposa disponibili commercialmente, sfruttate per la rigenerazione di tessuto sottocutaneo in studi di laboratorio.
-
Aspect Biosystems offre soluzioni modulari di bioprinting per ingegneria dei tessuti e del midollo osseo, rivolgendo l’attenzione al trasferimento clinico delle tecnologie.
Prospettive per il Futuro
Il successo iniziale di UTMC apre alla possibilità di estendere l’approccio ad altre patologie cutanee complesse: ulcere diabetiche di gamba, ferite da pressione in pazienti allettati, ustioni di secondo grado. Grazie all’adozione di workflow digitali integrati con intelligenza artificiale, il tempo di pianificazione e stampa può scendere a poche ore, rendendo più rapida la risposta in ambito ospedaliero.
