Anche se probabilmente abbiamo familiarità con il sistema vascolare (in relazione al tuo sistema circolatorio), non abbiamo sempre conscio il fatto che il sistema microvascolare è un giocatore vitale nel corpo, formato da piccoli vasi che, non a caso, sono responsabili della microcircolazione.
La microvascolatura è costituita da arteriole, capillari, metarteriole e altro ancora e il sistema vascolare è stato collegato alla stampa 3D numerose volte negli ultimi anni da scaffold vascolari bioprintellati a modelli stampati in 3D per la chirurgia microvascolare a tessuti stampati 3D vitali .
Oggi, i ricercatori affrontano la sfida di trovare modi per imitare e ricreare il sistema microvasculatore con la fabbricazione nella stampa tridimensionale verso l’uso di dispositivi come un “organo su chip”. Un team di scienziati della Eindhoven University of Technology ha esplorato questo percorso ulteriormente, come spiegano in ” Stampa 3D di canali microfluidici rotondi per imitare la microvascolarizzazione “, presentato l’anno scorso a Montreaux alle Sessioni di poster Nano Bio Tech .
Ovviamente, molte parti del corpo umano sono complesse e difficili da imitare; per esempio, considera che non siamo ancora in grado di stampare gli organi umani in 3D. Potremmo avvicinarci, ma sarà il santo graal del bioprinting quando succederà. Il solo tentativo di creare qualcosa come componenti “microvascolari” è un’impresa notevole, e i ricercatori lo spiegano a causa della difficoltà di tradurre sezioni trasversali, diametri minori e architetture di rete intricate.
Struttura autoportante di vetro di carboidrati all’interno di un telaio stampato che riproduce l’architettura vascolare. Inserto: rete perfusa con soluzione colorante dopo aver sciolto il cast di vetro di carboidrati in PDMS. Scala della scala 500 μm.
La stampa 3D con vetro di carboidrati è un’opzione praticabile che è stata suggerita dai ricercatori, ma gli scienziati di Eindhoven vogliono utilizzare più tipi di materiali nella fabbricazione, oltre a rendere le parti più piccole:
“Il nostro obiettivo principale era quello di ridurre il diametro a una dimensione più vicina alla microvascolazione, in particolare nell’intervallo 10-500 μm ed essere in grado di progettare reti di ramificazione tridimensionali gerarchiche che possono cambiare il diametro lungo la nave.”
Il team ha allestito una stampante 3D con un cilindro riscaldato collegato a un sistema di controllo della pressione Nordson EFD performus III . Gli ugelli standard sono stati applicati con un diametro di .4 mm e i ricercatori sono stati in grado di adattare i limiti del diametro limitando o accelerando il movimento. Utilizzando il vetro autosufficiente di carboidrati come materiale di scelta, esiste una maggiore libertà nella stampa di geometrie complesse. Come in tanti progetti di ricerca sulla stampa 3D, la temperatura è una considerazione importante e spesso è un ostacolo quando non può essere manipolata correttamente, con conseguente deformazione delle parti.
Fibre di carboidrati infilate da goccioline orizzontalmente su un
telaio stampato con una velocità di 600 mm / min. Inserto: Immagine microscopica di 3 fibre, superiore e inferiore infilate da sinistra a destra e da centro destra a sinistra a 600 mm / min. Diametro della fibra ~ 100 μm
I ricercatori affermano che una buona parte del loro lavoro nella microvascolatura della stampa 3D sarà centrata sul controllo degli elementi termici nella fabbricazione.
“Ciò offrirà una libertà ancora maggiore nella progettazione della rete e darà la possibilità di controllare esattamente il reflow delle fibre per formare un’unica giunzione nel piano”, concludono i ricercatori. “Alla fine, i modelli stampati saranno utilizzati per studiare il flusso di sangue e particelle all’interno del sangue attraverso una rete microvascolare, portando a una migliore comprensione della perfusione e della distribuzione / interazione delle particelle nella microvascolarizzazione.
