Lanciato nel gennaio 2023 e finanziato nell’ambito del programma Horizon Europe, il progetto Keratoprinter si propone di sviluppare una piattaforma di biostampa 3D in grado di realizzare cornee umane complete, di forma curva e multistrato, utilizzando biomateriali compatibili e rinnovabili. L’obiettivo principale è rispondere alla crescente carenza di tessuti corneali da trapianto e offrire una soluzione concreta per milioni di persone affette da cecità corneale, con un approccio attento alla sostenibilità e alla personalizzazione delle cure.
Una collaborazione internazionale per un’innovazione medica concreta
Il progetto ha una durata prevista di 42 mesi e coinvolge nove partner distribuiti in cinque paesi europei, tra cui istituti di ricerca, centri clinici e piccole e medie imprese specializzate in biofabbricazione, ottica e biomateriali. Il coordinamento è affidato al Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research (IAP) in Germania, struttura con una lunga esperienza nel campo della ricerca applicata ai materiali biocompatibili.
Cos’è il Keratoprinter e come funziona
Il Keratoprinter è un sistema di biostampa 3D progettato per riprodurre fedelmente la struttura anatomica della cornea umana. Questa struttura è particolarmente complessa: è curva, trasparente, multilivello e richiede un’elevata precisione sia nella deposizione dei materiali che nella tenuta meccanica del tessuto risultante. Il sistema utilizzerà biomateriali naturali, come il collagene, per costruire tessuti trasparenti e resistenti.
Uno degli aspetti centrali della piattaforma è la modularità, che consente di adattare il sistema a esigenze cliniche o di laboratorio differenti. Le inchiostri bioattivi utilizzati saranno derivati da materiali naturali, biocompatibili e ottimizzati per processi di estrusione. Inoltre, il sistema includerà strumenti digitali che permetteranno di adattare ogni cornea alle caratteristiche specifiche del paziente, partendo da dati topografici reali ottenuti tramite scansione o imaging oculare.
Un processo adattivo guidato da dati in tempo reale
Il flusso di lavoro previsto per la biostampa delle cornee sarà regolato da un sistema feedback-driven, che si basa sull’acquisizione continua di dati tramite sensori e immagini. Queste informazioni saranno elaborate da algoritmi di machine learning, con l’obiettivo di correggere e ottimizzare il processo di deposizione strato per strato, garantendo ripetibilità e precisione. Si tratta di un approccio che consente di ridurre al minimo le variazioni impreviste e di mantenere costanti le proprietà fisiche e ottiche del tessuto prodotto.
Un’alternativa concreta al trapianto tradizionale
La cecità corneale è una delle principali cause di perdita della vista a livello mondiale. La disponibilità di tessuti per il trapianto è molto limitata, in particolare in regioni dove i sistemi sanitari faticano a garantire un accesso tempestivo alla chirurgia oftalmica. Il progetto Keratoprinter nasce proprio con l’intento di offrire una soluzione scalabile e decentralizzata, rendendo possibile la produzione di cornee personalizzate direttamente nei laboratori o negli ospedali, senza dipendere da banche di tessuti o lunghi tempi di attesa.
Sostenibilità e accessibilità al centro del progetto
Un altro elemento centrale del progetto è la sostenibilità, intesa sia in termini ambientali che strutturali. Il sistema sarà realizzato con materiali riciclabili, e le bio-ink saranno formulate partendo da fonti rinnovabili, sicure per l’uso umano e compatibili con le normative mediche. L’architettura aperta e modulare della piattaforma permetterà future estensioni e aggiornamenti, mantenendo il sistema aggiornabile e versatile nel tempo.
I risultati della ricerca saranno disponibili pubblicamente attraverso la piattaforma CORDIS, in modo da favorire una diffusione ampia e accessibile della tecnologia, con un’attenzione particolare alle aree geografiche più colpite dalla carenza di donatori.
Una nuova tappa nel percorso della biostampa corneale
Il progetto Keratoprinter si inserisce all’interno di uno sviluppo scientifico globale che da anni lavora alla stampa 3D di tessuti oculari. Tra le pietre miliari di questo settore si ricorda il lavoro dei ricercatori dell’Università di Newcastle, che nel 2018 sono riusciti a stampare cornee umane utilizzando una bio-ink a base di cellule staminali, alginato e collagene. Negli anni successivi sono stati esplorati anche approcci più avanzati come le cornee auto-curvanti in 4D, pensate per imitare con maggiore precisione l’architettura naturale del tessuto.
In India, nel 2022, l’Istituto LV Prasad Eye ha condotto con successo test preclinici su cornee stampate in 3D, utilizzando modelli animali. Analogamente, in Turchia, alcuni gruppi di ricerca hanno realizzato cornee artificiali tramite stampa a estrusione, con caratteristiche adatte al trapianto.
Verso un futuro più accessibile per le terapie oftalmiche
Il progetto Keratoprinter rappresenta un esempio concreto di come la ricerca interdisciplinare, il supporto istituzionale e le tecnologie additive possano confluire verso soluzioni che migliorano la qualità della vita, rispondendo a esigenze cliniche non ancora soddisfatte. La possibilità di produrre cornee personalizzate, sostenibili e accessibili direttamente nei centri sanitari potrebbe cambiare il modo in cui si affrontano molte forme di cecità oggi non trattabili.
In un settore dove l’innovazione tecnologica ha un impatto diretto sulla vita delle persone, la biostampa 3D si sta confermando una risorsa sempre più strategica, non solo per la ricerca ma anche per la pratica clinica quotidiana.
