Un team della ETH Zürich (Dipartimento D-HEST) ha stampato tessuto muscolare durante un volo parabolico, sfruttando le fasi di assenza di peso per evitare collassi strutturali tipici della biostampa a gravità terrestre. L’esperimento, guidato da Parth Chansoria, dimostra che la microgravità permette l’allineamento ordinato delle fibre e modelli tissutali più fedeli, utili per studi farmacologici e di fisiopatologia muscolare legata ai voli spaziali.
Sistema G-FLight e bio-resina: stampa in pochi secondi, 30 parabole
I ricercatori hanno sviluppato un sistema di biofabbricazione gravity-independent chiamato G-FLight (Gravity-independent Filamented Light). Usando una bio-resina formulata ad hoc, hanno effettuato la stampa durante 30 cicli parabolici, ottenendo costrutti muscolari con viabilità cellulare e numero di fibre comparabili ai campioni stampati a gravità 1g. Il metodo consente anche conservazione a lungo termine delle resine caricate con cellule, caratteristica chiave per applicazioni in orbita.
La tecnologia “Filamented Light” (FLight) e le basi scientifiche
La piattaforma FLight utilizza campi di luce con variazione spaziale d’intensità per guidare l’organizzazione anisotropa del tessuto (tendini, nervi, cartilagine e muscolo). Preprint e contributi scientifici del gruppo documentano sia la produzione rapida di mini-muscoli sia l’estensione del processo a scenari gravity-independent e a stoccaggio prolungato delle cellule incapsulate.
Perché stampare in microgravità: implicazioni per missioni e clinica
Nel volo spaziale l’atrofia muscolare è marcata; modelli muscolari biofabbricati in microgravità permettono di studiare il degrado funzionale e di testare terapie in condizioni più rappresentative. Evidenze recenti mostrano alterazioni contrattile-proteiche in modelli muscolo-on-chip sulla ISS, a sostegno dell’interesse biomedico di tali esperimenti.
Contesto industriale: verso la biofabbricazione in orbita
L’esperimento ETH si inserisce in una traiettoria che vede sistemi come la BioFabrication Facility (BFF) di Redwire/Techshot validare biostampe tissutali in microgravità sulla ISS (uomo: menisco, tessuto cardiaco). L’approccio ETH porta un nuovo principio fotonico e una filiera di preparazione-conservazione-stampa adatta a missioni orbitanti e a piattaforme di volo parabolico.
Prospettive: organoidi e modelli complessi allineati
Obiettivo a medio termine è produrre organoidi e tessuti complessi a bordo di piattaforme orbitali per studiare patologie (ad es. distrofie, sarcomeri disfunzionali) e per screening farmacologico con fibre allineate in modo controllato. L’integrazione con approcci tomografici/volumetrici e con altre linee light-based della ETH potrebbe estendere scala e precisione.
