Collaborazione scientifica tra Austria e India per una nuova generazione di test in vitro
La Technische Universität Graz (TU Graz), in Austria, e il Vellore Institute of Technology (VIT), in India, hanno avviato un progetto congiunto di ricerca finalizzato alla creazione di modelli di pelle umana stampati in 3D, destinati a essere impiegati per test di esposizione a nanoparticelle contenute in prodotti cosmetici. L’obiettivo principale di questa iniziativa è sviluppare una metodologia sperimentale che consenta di sostituire l’utilizzo di animali da laboratorio, in linea con quanto previsto dalle normative europee, come la direttiva 2010/63/UE, che limita fortemente l’impiego di animali per test cosmetici.
L’utilizzo di idrogel come base per la crescita cellulare
Al centro del progetto vi sono idrogel formulati appositamente per accogliere cellule della pelle umana. Questi materiali, caratterizzati da un elevato contenuto di acqua, offrono un ambiente favorevole alla sopravvivenza e alla proliferazione cellulare. La combinazione di idrogel biocompatibili e tecniche di stampa 3D avanzate permette di creare strutture tridimensionali che imitano le caratteristiche della pelle reale, inclusa la distribuzione cellulare e la consistenza del tessuto.
Tuttavia, l’elevata quantità d’acqua che rende gli idrogel adatti alla coltura cellulare pone anche sfide significative in termini di stabilità meccanica e chimica. Per affrontare questo aspetto, i ricercatori della TU Graz stanno sviluppando metodi di reticolazione innovativi, in grado di rafforzare la struttura dell’idrogel mantenendo condizioni fisiologiche compatibili con la vitalità cellulare. Questi metodi escludono l’impiego di agenti chimici potenzialmente dannosi per le cellule.
Un sistema stampato in 3D che supporta la crescita e la differenziazione delle cellule cutanee
Come sottolinea Karin Stana Kleinschek, dell’Istituto per la Chimica e la Tecnologia dei Sistemi Biobasati della TU Graz, la progettazione degli idrogel richiede un equilibrio preciso: i materiali devono essere sufficientemente morbidi e umidi per ospitare le cellule, ma allo stesso tempo stabili e resistenti per sostenere l’intera struttura durante la fase di maturazione del tessuto. Le cellule, una volta inserite nel supporto, devono essere in grado non solo di sopravvivere, ma anche di crescere attivamente e moltiplicarsi, contribuendo alla formazione di un tessuto funzionale.
Le prime prove sperimentali hanno dato risultati incoraggianti. I materiali testati non hanno mostrato effetti citotossici e sono riusciti a mantenere strutture cellulari stabili per periodi prolungati, permettendo l’evoluzione delle colture verso un tessuto cutaneo differenziato.
Verso un’alternativa concreta ai test sugli animali nella cosmetica
Una volta che il tessuto ha raggiunto un livello sufficiente di maturazione e organizzazione, diventa adatto a essere utilizzato per testare l’effetto di nanoparticelle, in particolare quelle impiegate in formulazioni cosmetiche come creme, filtri solari o prodotti per la cura della pelle. In questa fase, i modelli possono essere esposti a diverse sostanze e valutati per reazioni cellulari o danni strutturali, fornendo così dati rilevanti per la valutazione della sicurezza dei prodotti.
Secondo Kleinschek, il successo iniziale di questo approccio è il risultato di una sinergia tra competenze multidisciplinari: da un lato l’esperienza della TU Graz nel campo dei materiali per ingegneria tissutale, dall’altro le conoscenze avanzate del VIT nel campo della biologia cellulare e molecolare. La collaborazione mira ora a perfezionare ulteriormente le formulazioni degli idrogel e a dimostrare, attraverso protocolli rigorosi, che questi modelli possono costituire un sostituto affidabile dei test in vivo.
Standardizzazione e prossimi sviluppi
Il passo successivo per il gruppo di ricerca consiste nell’elaborazione di scenari di test standardizzati, in modo che la tecnologia possa essere impiegata su larga scala all’interno della ricerca e sviluppo nel settore cosmetico. Questo processo di standardizzazione è essenziale per rendere i modelli stampati in 3D compatibili con le esigenze regolatorie e con i criteri di validazione richiesti a livello europeo e internazionale.
La prospettiva di fondo è quella di dotare l’industria di uno strumento che consenta una riduzione sostanziale dei test sugli animali, senza compromettere la qualità e l’affidabilità delle valutazioni tossicologiche. In questo senso, il progetto rappresenta un possibile punto di svolta nella transizione verso metodi sperimentali più etici, basati sull’ingegneria tissutale e sulla stampa 3D.
