Anche se ci vorranno anni prima che il bioprinting 3D diventi il centro della medicina in tutto il mondo, le aziende che stanno dietro alla tecnologia stanno sicuramente dando il ritmo necessario, collaborando con laboratori universitari e strutture di ricerca presso alcune delle più grandi aziende del mondo. Uno dei grandi attori che cerca di superare i confini della bioingegneria è Allevi , aprendo la strada con i loro bioprinters facili da usare ed economici e un software unico nel suo genere. Ma non è solo la meccanica del bioprinting per Ricky Solorzano, fondatore e CEO di Allevi: è tutto sulle cellule.
“La parte più difficile della bioprinting sono le cellule, ma la maggior parte degli utenti dei nostri bioprinters le capisce già e sa che questi organismi viventi sono intelligenti e in grado di riconoscere e reagire a tutte le forze che li circondano. Facciamo le nostre stampanti per il ricercatore, lo scienziato che lavora con le cellule in laboratorio da molto tempo, e per loro è un’esperienza molto facile. Parte di ciò che sappiamo e ciò che cerchiamo di comunicare con le nostre macchine, è come mantenere vive le celle durante il processo di stampa e quali materiali possono essere d’aiuto “, ha dichiarato Solorzano a 3DPrint.com.
L’obiettivo di Allevi è quello di creare “piattaforme davvero fantastiche”, e così fanno un sacco di lavoro per rendere l’esperienza di progettazione, esecuzione e stampa di biomateriali e bioink il più semplice e potente possibile.
“Stiamo autorizzando i laboratori di ricerca ad essere in grado di eseguire le loro idee. Stiamo dando a scienziati, ricercatori e medici l’opportunità di spingere la loro creatività a un prezzo che è economicamente conveniente, e per noi non importa se le idee sono sorprendenti, buone o anche se non funzionano affatto, noi stanno offrendo la possibilità di provarli “, ha spiegato Solorzano. “Manteniamo la vigilanza per capire quali sono le migliori applicazioni e continuiamo a investire in esse, mentre lavoriamo con così tanti utenti diversi per mantenere la versatilità dell’azienda”.
Secondo Solorzano, un ingegnere con anni di esperienza di laboratorio all’Università della Pennsylvania , le migliori applicazioni per questa tecnologia “probabilmente giacciono nello spazio dell’osso e del cancro”, anche se nulla si è ancora materializzato, mentre i soldi da fare oggi sono nella modellazione dei tessuti per lo screening dei farmaci.
Con una famiglia di stampanti che vanno da $ 10.000 a $ 100.000, l’azienda, fondata quattro anni fa, è sicuramente rappresentata nel mercato della bioprinting competitivo. Ciò che differenzia le stampanti più costose è il numero di teste, che si correla alla complessità del tessuto che può essere creato, incluso il numero di tipi di cellule che i ricercatori possono progettare con esso e quanto velocemente possono crearli . La linea di bioprinters di Allevi serve la comunità di ricerca in una varietà di università e società farmaceutiche, tra cui Johnson & Johnson , Abbvie , GSK , MIT , Stanford e l’ Università di Sheffield. L’azienda con sede a Filadelfia sta esaminando le valvole di sostituzione personalizzate bioprinting in 3D dalle proprie cellule cardiache per ridurre alla fine il tasso di fallimento e rigetto nei trapianti di cuore. Gli scienziati della George Washington University hanno utilizzato la stampante per bioprintare il tessuto cardiaco . Mentre un team dell’UC San Diego ha bioprintuito una sezione di midollo spinale che può essere adattata alla ferita di un paziente , ei ricercatori del Brigham and Women’s Hospital e dell’Università del Nebraska Lincoln hanno collaborato utilizzando un bioprinter Allevi 2 per trovare una soluzione migliore collegare chirurgicamente i vasi sanguigni. Nel 2017, la Northwestern University ha sviluppato una forma di osso iperelastico stampato in 3D che non solo incoraggia la ricrescita ossea all’interno del corpo, ma in realtà cresce con esso.
George Washington University stampa tessuti a cuore con stampante Allevi
“Abbiamo avviato Allevi con la missione di semplificare l’ingegnerizzazione e la progettazione di tessuti 3D. Quattro anni fa abbiamo deciso di creare bioprinters piccoli, potenti e facili da usare, invece delle stampanti grandi, goffe e costose che erano grandi protagonisti nel campo della biostampa. Dopo aver venduto il nostro primo prototipo, abbiamo continuato a produrli. Le nostre macchine sono potenti e facili da usare perché pensiamo a tutte le fasi del processo di bioprinting, concentrandoci sulla semplificazione di ogni passaggio e rendendo l’esperienza piacevole. “
Più recentemente, Allevi si è concentrato sulla creazione di software che rende la stampa molto semplice per i suoi utenti. Il costo reale dei modelli biologici di stampa 3D non sono solo materiali o stampanti, ma anche il software utilizzato per tradurre le scansioni in file per la stampante. C’è molta complessità che va nel bioprinting 3D, come il design, i materiali selezionati, la temperatura necessaria o anche la pressione, sono tutte variabili a cui il ricercatore deve riflettere. Ma Solorzano e Allevi prendono quella complessità e la mascherano dietro la semplicità aggiungendo la standardizzazione al suo software.
” Quattro anni fa, quando stavi dilettando con il software per la stampa 3D, disponevi di 100 diverse opzioni e ora ne hai solo da cinque a dieci, quindi astrarre la complessità è davvero dove rendiamo facile l’intero processo ed è anche parte del Marchio Allevi “, ha detto Solorzano. “Le persone acquistano il nostro software perché aggiungendo la standardizzazione consentiamo alle persone di portare le proprie conoscenze specifiche su un tessuto, mentre forniamo la piattaforma per realizzarlo in soli tre semplici passaggi”.
La standardizzazione potrebbe essere proprio ciò che la bioprinting sta cercando, secondo Solorzano.
“Man mano che ci avviciniamo ai principi di ingegneria standarizing in biologia vedremo più laureati entrare nella forza lavoro senza bisogno di un master o dottorato, rendendo la bioingegneria uno dei posti di lavoro del futuro, che avrà un impatto maggiore e una retribuzione più elevata a un punto di vista precedente, tuttavia, abbiamo bisogno degli strumenti per fornire quella maschera di standardizzazione. “
La formazione di studenti delle scuole medie e superiori nelle tecnologie di bioprinting è un buon modo per aprire la strada al futuro, motivo per cui l’azienda ha creato l’Allevi Academy, un curriculum per le scuole superiori interessato a insegnare bioprinting agli studenti, che inizia con un corso intensivo in bioink e diverse strategie per la biostampa, come fare piccoli vasi sanguigni in un gel.
Dal 2018, Allevi collabora con la società di stampa 3D e tecnologia spaziale californiana Made in Space , che è responsabile dell’introduzione della stampa 3D presso la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) quattro anni fa, per lo sviluppo di Allevi ZeroG – il primo bioprinter 3D nello spazio. Questo è un progetto che Solorzano trova molto eccitante, soprattutto perché è un passaggio per comprendere come la microgravità abbia un effetto sulla biologia e sui diversi tessuti che costituiscono il corpo umano. Allevi ha sviluppato un estrusore compatibile, opportunamente chiamato bio-estrusore ZeroG, che è in grado di essere equipaggiato nell’impianto di produzione additiva di Made In Space attualmente a bordo della ISS. Questo nuovo bio-estrusore renderà possibile agli scienziati che utilizzano la piattaforma di bioprinting di Allevi 3D di eseguire esperimenti nello spazio, e di tornare a casa sulla Terra, allo stesso tempo, al fine di osservare e studiare eventuali differenze biologiche che si verificano quando la stampa 3D con gravità e senza di essa.
” Bioprinting sulla stazione spazialeci aiuterà a comprendere diverse domande scientifiche, come ad esempio il modo in cui un cuore o le ossa reagiscono alla microgravità per lunghi periodi di tempo, o come lo spazio cambierà il biologo umano in un arco di tempo lungo. Queste sono tutte domande valide, soprattutto se iniziamo a pensare di mandare gli astronauti sulla Luna o su Marte, il che significa che resteranno fuori dalla Terra per un anno e mezzo. Se solo potessimo testare come i tessuti si comporteranno durante questo periodo nello spazio prima che gli esseri umani prendano effettivamente il viaggio, ci aiuterebbero sicuramente a capire i processi biologici dei nostri corpi in condizioni di microgravità. Ma tutte queste domande diventano più realistiche se abbiamo più strumenti per la biologia nello spazio, motivo per cui vogliamo fornire stampanti convenienti e facili da usare per testare la bioprinting nella ISS “, ha concluso Solorzano.
Avere questa tecnologia apre la strada a un futuro trasformativo in cui le cellule diventano i protagonisti, non solo sulla Terra, ma anche nello spazio. È attraverso questi organismi viventi e intelligenti che la bioprinting sta permettendo ai ricercatori di creare tessuti funzionali dalle cellule umane, e prevedendo come si comportano in un laboratorio, questo è senza dubbio il futuro della medicina, e Allevi sta creando i mezzi per fare è possibile. Rendere più semplice la biostampa fornirà nuove strade a cui non si pensava prima dove la stampa 3D può diventare uno strumento davvero unico e prezioso che potrebbe salvare in futuro vite umane.
