I ricercatori della Pohang University of Science and Technology (POSTECH) hanno sviluppato stent stampati in 3D che potrebbero alleviare i sintomi dell’esofagite nei pazienti radioterapici.
Sulla base di un bioinchiostro derivato dalle cellule della gola, i dispositivi simili a manubri del team si sono dimostrati in grado di ridurre l’infiammazione causata dalle terapie del cancro radioattivo. Gli scienziati ritengono che la loro potenziale cura dell’esofagite potrebbe anche essere caricata con altre cellule tessuto-specifiche e utilizzata per trattare lesioni locali come ferite o ustioni in futuro.
“L’efficacia del trattamento [radioterapico] è negata se non è possibile fornire una corretta alimentazione a causa del dolore”, ha spiegato Dong-Woo Cho, che ha guidato lo studio. “Se questo impianto di stent esofageo viene applicato clinicamente, ci aspettiamo che i pazienti avranno una prognosi migliore e una migliore qualità della vita”.
Sebbene la radioterapia possa spesso essere un trattamento salvavita per i malati di cancro, spesso provoca anche altri sintomi spiacevoli. L’esofagite da radiazioni è un post-effetto particolarmente sgradevole della terapia, che porta a mal di gola e infiammazione nei pazienti e, nei casi più acuti, anche alla morte.
Secondo il Radiation Therapy Oncology Group (RTOG), la condizione provoca anche il 25% dei pazienti a soffrire di disturbi alimentari, prolungando il loro recupero. Nonostante ciò, attualmente non esiste una cura per l’esofagite da radiazioni e le terapie come gli antibiotici e il supporto nutrizionale spesso richiedono un dosaggio orale, che ha limitato il loro successo.
Sebbene gli stent siano talvolta usati per trattare le malattie esofagee, possono causare disfagia ricorrente e non trattano direttamente l’infiammazione. Per combattere questi effetti negativi, gli scienziati hanno teorizzato che un idrogel potrebbe essere caricato in uno stent biodegradabile, che serve a trattare i pazienti senza causare ulteriore disagio.
Al fine di fabbricare i loro stent additivi in modo rapido e semplice, i ricercatori hanno implementato un sistema di “aste rotanti” armato di più teste di estrusione. Durante il processo, le testine di stampa sono state caricate sia con un polimero PCL biocompatibile che con una matrice ECL carica di cellule ed estruse su un telaio che avrebbe formato il serbatoio del dispositivo.
La struttura esterna dello stent presentava anche una superficie scanalata aperta, che fungeva sia da percorso unidirezionale di rilascio del farmaco, sia da “ponte” che ne rinforzava l’integrità. Dopo che il team ha caricato i propri dispositivi con 10-20μl di idrogel, ha reticolato le cellule e condotto una serie di test di vitalità in vitro.
Le analisi al microscopio SEM hanno mostrato che la matrice ECM del team presentava la morfologia densa e interconnessa necessaria per supportare la proliferazione cellulare. Inoltre, quando gli scienziati hanno distribuito il loro stent all’interno di un modello umano immortalato, le cellule esofagee hanno mostrato una vitalità cellulare di oltre il 90 percento in 14 giorni.
Ulteriori test sono stati quindi effettuati su ratti da laboratorio indotti da esofagite, in cui alcuni erano dotati del dispositivo additivo del team e altri no. I risultati hanno mostrato che gli animali non trattati hanno ridotto il consumo di pasti, mentre quelli con lo stent hanno mostrato una diminuzione dell’infiammazione e aumentato l’assunzione di cibo dopo 23 giorni.
Sebbene gli scienziati abbiano ammesso che potrebbero esserci “differenze radiobiologiche” tra ratti e umani, hanno aggiunto che alla fine hanno indotto gli effetti terapeutici desiderati. Di conseguenza, il team considera il proprio stent sia un trattamento diretto per l’esofagite, sia se caricato con altri tipi di cellule, anche altre lesioni basate sull’infiammazione.
La stampa 3D è stata adottata da diversi ricercatori negli ultimi anni, come mezzo per affrontare il disagio correlato alla disfagia causato ai malati di varie malattie.
Scienziati dell’Università della Tecnologia di Sydney (UTS) e della Deakin University , hanno pasti stampati in 3D che sono sia più gustosi che più sicuri da mangiare per i pazienti con disfagia. Utilizzando il cibo frullato come “inchiostro”, il team è stato in grado di fabbricare cibi che sembravano più simili alle loro controparti convenzionali.
Altrove, i ricercatori dell’Istituto irlandese di tecnologia Athlone , hanno progettato pillole stampate in 3D che sono molto più facili da ingoiare. Il team ha utilizzato un processo combinato di stampa 3D FFF e micro stampaggio a iniezione per sviluppare compresse personalizzate a doppio strato in grado di rilasciare farmaci in quantità specifiche.
Allo stesso modo, l’azienda farmaceutica britannica FabRx , ha sviluppato una medicina personalizzata stampata in 3D per i bambini con il raro disturbo metabolico MSUD. La condizione per tutta la vita richiede che i pazienti assumano integratori giornalieri e le pillole su misura del team possono essere prodotte più rapidamente ed efficacemente rispetto alle alternative convenzionali.
I risultati dei ricercatori sono dettagliati nel loro documento intitolato ” Effetto terapeutico dell’idrogel a base di matrice extracellulare decellularizzato per esofagite da radiazioni da stent esofageo stampato in 3D “. Lo studio è stato co-autore di Dong-Heon Ha, Suhun Chae, Jae Yeon Lee, Jae Yun Kim, Jungbin Yoon, Tugce Sen, Sung-Woo Lee, Hak Jae Kim, Jae Ho Cho e Dong-Woo Cho.
