La stampa 3D su ghiaccio per creare vasi sanguigni artificiali nel tessuto ingegnerizzato

Innovazione nella Stampa 3D: Creazione di Vasi Sanguigni Artificiali Tramite il Ghiaccio

Una tecnica di stampa 3D recentemente sviluppata sfrutta il ghiaccio per formare modelli di vasi sanguigni artificiali destinati al tessuto ingegnerizzato. Questo metodo potrebbe in futuro rivoluzionare i trapianti di organi artificiali e le sperimentazioni farmacologiche, aprendo nuove strade nel campo dell’ingegneria dei tessuti.

La Sfida dei Trapianti e l’Ingegneria dei Tessuti

Negli Stati Uniti, oltre 100.000 persone sono in attesa di trapianti di organi vitali come cuori, reni e fegati. La domanda supera di gran lunga l’offerta, lasciando molti in attesa per anni e causando la morte di circa 6.000 persone all’anno durante questa attesa. L’ingegneria dei tessuti, che punta a coltivare organi e tessuti in laboratorio, si propone di superare questo divario, ma si scontra con la complessità di replicare le reti di vasi sanguigni che mimano la funzionalità di quelli naturali.

La Stampa 3D con il Ghiaccio

La ricerca condotta presso la Carnegie Mellon University da Feimo Yang, sotto la guida di Philip LeDuc e Burak Ozdoganlar, introduce un approccio unico alla creazione di strutture vascolari artificiali. Al contrario di altre tecniche di stampa 3D, questo metodo non permette all’acqua di congelarsi completamente durante la stampa, mantenendo una fase liquida che consente di ottenere strutture fluide senza l’effetto di stratificazione comune nelle stampe 3D. Utilizzando acqua pesante, con un punto di congelamento più alto, i ricercatori sono stati in grado di stampare modelli di ghiaccio con una superficie liscia.

Dal Ghiaccio ai Vasi Sanguigni

Questi modelli di ghiaccio vengono poi inglobati in GelMA, un materiale gelatinoso che, una volta esposto alla luce UV, si indurisce mentre il ghiaccio si scioglie, lasciando dietro di sé canali che replicano realisticamente i vasi sanguigni. Il team di ricerca è riuscito a integrare cellule endoteliali, tipiche dei vasi sanguigni, che hanno dimostrato di sopravvivere fino a due settimane, con l’obiettivo di estendere ulteriormente questo periodo.

Applicazioni e Potenziale

Oltre alla promessa per il futuro dei trapianti di organi, i vasi sanguigni stampati in 3D offrono possibilità significative nel campo della ricerca farmacologica, permettendo di testare gli effetti dei medicinali in modo innovativo. Inoltre, esiste il potenziale di personalizzare i trattamenti medici, rivestendo i vasi con cellule prelevate dai pazienti per valutare la risposta a specifici farmaci prima della somministrazione.

Questo metodo rappresenta un avanzamento notevole verso il superamento delle sfide nell’ingegneria dei tessuti, particolarmente nella creazione di reti vascolari complesse che siano funzionali e realistiche.