Il cuore è fondamentale per tenerci in vita, pompare sangue, ossigeno e sostanze nutritive in tutto il corpo ed eliminare anche gli sprechi. La malattia di questo organo centrale è anche una delle principali cause di morte negli esseri umani, con la malattia coronarica più comune. Centinaia di migliaia di individui muoiono ogni anno a causa di problemi cardiaci e oltre 700.000 individui negli Stati Uniti hanno attacchi di cuore.
I ricercatori continuano a trovare modi migliori per prevenire tale malattia, oltre a salvare i pazienti che sono in pericolo dopo aver subito anomalie cardiache.
Dall’India una nuova ricerca degli scienziati Rajat Vashistha, Prasoon Kumar, Arun Kumar Dangi, Naveen Sharma, Deepak Chhabra e Pratyoosh Shukla pubblicano le loro scoperte in ” Quest per interventi cardiovascolari: modellazione precisa e stampa 3D delle valvole cardiache . ‘
Gli autori sono incoraggiati non solo dalla “digitalizzazione delle pratiche di assistenza sanitaria” oggi, ma anche dalla simulazione 3D e dalla modellazione computazionale che assistono negli interventi chirurgici. Con questi metodi progressivi in atto e utilizzati sempre più frequentemente dai professionisti del settore medico in tutto il mondo, gli scienziati ritengono che la stampa 3D abbia un grande potenziale per aiutare a risolvere i problemi valvolari, specialmente quando continua la bioprinting dei tessuti (e degli organi).
Gli scienziati elencano i seguenti problemi come il più comune che porta alle malattie valvolari del cuore (VHD):
Rigurgito aortico
Stenosi aortica
Rigurgito mitralico primario
Rigurgito mitralico secondario
Stenosi mitralica
Rigurgito tricuspidale
Stenosi tricuspide insieme a malattia coronarica,
Febbre reumatica
Endocardite batterica
“Questi VHD sono associati a significativa morbilità e mortalità in una popolazione anziana, in quanto sono correlati con i disturbi vascolari”, affermano i ricercatori. “Considerando la ragionevole percentuale di popolazione anziana in Europa, Nord America, Giappone e altri paesi, i VHD sono una delle principali cause di morte in queste regioni e richiedono un’attenzione immediata”.
Il team afferma che la sostituzione della valvola protesica, mediante valvola meccanica o biologica, è l’unica soluzione esclusiva possibile oggi. Ci sono ancora problemi con questi tipi di valvole, tuttavia, a causa di problemi con perdite, la necessità di cure eccessive, farmaci e imaging continuo da parte di specialisti. La diagnosi può spesso essere eccessivamente invasiva e i ricercatori sottolineano che è possibile migliorare l’uso della tecnologia 3D non solo nella diagnosi, ma anche nelle simulazioni utilizzate per stabilire terapie alternative.
I precedenti sforzi nella creazione di valvole cardiache artificiali sono stati pieni di sfide, lasciando i ricercatori a dichiarare:
“Da allora in avanti i progressi nell’imaging, nella modellazione computazionale e negli strumenti di progettazione devono essere integrati con le aree emergenti dell’ingegneria tissutale al fine di sviluppare protesi umane simili ai tessuti nativi. L’ingegneria dei tessuti ha il potenziale per ridurre la mancata corrispondenza tra paziente e protesi nella direzione della medicina personalizzata e accelerare la progettazione e il tempo di sviluppo dei dispositivi protesici “.
La creazione di una valvola cardiaca tramite ingegneria tissutale consente al materiale artificiale di imitare la “valvola nativa” mentre viene impiantata. Inoltre, un modello stampato in 3D offre ai professionisti del settore medico l’opportunità di comprendere la biologia dei tessuti e altro su come la malattia di un paziente sta progredendo e quali interventi terapeutici potrebbero essere efficaci.
“Prima dell’ingegneria tissutale una valvola cardiaca, è imperativo comprendere l’architettura multi-scala, la geometria e la biomeccanica delle parti di una valvola cardiaca che svolgono un ruolo significativo nel rimodellamento di una matrice di neo-tessuto nell’ambiente meccanico dinamico di una valvola cardiaca funzionale, “Affermano i ricercatori. “Queste intese consentiranno un’adeguata selezione di biomateriali, metodologie di fabbricazione, strumenti di caratterizzazione e ambienti di sviluppo per la generazione di valvole cardiache basate sul tissue (TEHV)”.
La stampa 3D tramite estrusione non è la scelta migliore per la creazione di valvole cardiache, né la stampa 3D basata su ceramica o SLA; tuttavia, la bioprinting e la tecnologia a getto d’inchiostro potrebbero essere più adatte, insieme ai materiali confinanti con il regno 4D, ispirati agli origami. La chiave del futuro sarà perfezionare la bioprinting dell’ingegneria tissutale per “sradicare potenziali difetti nelle valvole cardiache protesiche”, hanno concluso i ricercatori.
