Hollister Lab: Innovazione nella Stampa 3D per l’Ingegneria dei Tessuti Molli
Un laboratorio di ricerca guidato da Scott Hollister presso la Georgia Tech sta rivoluzionando l’ingegneria dei tessuti molli attraverso l’impiego della stampa 3D. Questa tecnologia sta portando a risultati straordinari nel campo medico, come dimostrato dai dispositivi medici stampati in 3D che hanno contribuito a salvare la vita di bambini con rari difetti congeniti.
I dispositivi di supporto personalizzati per le vie aeree, creati nel laboratorio di Hollister, sono realizzati con un materiale biocompatibile chiamato policaprolattone (PCL), approvato dalla Food and Drug Administration (FDA). Questi dispositivi sono prodotti utilizzando la sinterizzazione laser selettiva, che riscalda la polvere di PCL e la fonde in una struttura solida. I dispositivi PCL sono noti per la loro sicurezza quando vengono impiantati nei pazienti.
Tuttavia, il PCL ha una caratteristica limitante: è relativamente rigido e lineare dal punto di vista meccanico. Per applicazioni biomediche, come l’ingegneria dei tessuti molli, è necessaria una maggiore flessibilità. Il laboratorio di Hollister ha affrontato questa sfida attraverso il concetto di “Design Auxetico 3D”.
Un materiale auxetico ha un rapporto di Poisson negativo, il che significa che si espande sia in lunghezza che in larghezza quando viene sottoposto a tensione. Questo è particolarmente vantaggioso nell’ambito biomedico, dove le dimensioni e le forme del tessuto del paziente possono variare notevolmente nel tempo. Il laboratorio di Hollister ha lavorato per conferire al PCL, tradizionalmente solido, proprietà auxetiche.
Jeong Hun Park, uno dei ricercatori di Hollister, ha sviluppato strutture stampate in 3D costituite da piccoli montanti disposti ad angolo retto, simili a ossa di grattacieli in miniatura. Queste strutture sono state progettate inizialmente sotto forma di cubi per testarne la flessibilità, la resistenza e la permeabilità.
Il risultato è stato sorprendente: il nuovo materiale auxetico è stato valutato essere circa 300 volte più flessibile rispetto a un materiale PCL solido. Questa combinazione di flessibilità e resistenza è fondamentale, specialmente per applicazioni come la ricostruzione del seno. Il team di Hollister sta lavorando su protesi mammarie biodegradabili che fungono da impalcature per il tessuto. Queste protesi si degradano gradualmente nel corpo, mantenendo al contempo proprietà meccaniche simili al tessuto naturale.
Le protesi stampate in 3D sono progettate per facilitare la crescita di nuovi tessuti, e gli spazi tra i montanti possono essere riempiti con idrogel per promuovere ulteriormente la crescita cellulare.
Oltre alla ricostruzione del seno, il laboratorio sta esplorando applicazioni aggiuntive. Ad esempio, stanno sviluppando una stecca tracheale pediatrica auxetica, che può espandersi in due direzioni e quindi crescere con il paziente durante la crescita.
Questi progressi aprono nuove possibilità nell’ingegneria dei tessuti molli, offrendo soluzioni biomediche innovative per migliorare la vita dei pazienti.
