Nervous System è stato fortemente impegnato nello sperimentare la stampa 3D e 4D coi tessuti o meglio tissutale negli anni passati, e tutte le loro ricerche stanno dando i loro frutti quando si trovano impegnati nel campo dell’ingegneria dei tessuti. L’azienda di Somerville, MA, è nota per il suo processo di progettazione generativa, combinando sia la programmazione che l’arte nella maggior parte dei loro progetti seri, attingendo bioingegneri dalla Rice University per rivolgersi a loro per ulteriori competenze.
Il ricercatore Jordan Miller ha invitato il team Nervous System a unirsi ai suoi ricercatori in un incredibile viaggio per fabbricare esempi di possibili reti vascolari tramite il bioprinting, sfruttando la loro conoscenza di software e materiali per trovare un modo per creare idrogel morbidi. Non è un fantasma, ma un percorso verso idee che può portare a concetti che possono permetterci di costruire strutture vascolarizzate vere in un punto. Come spiega Miller, nella loro ricerca sono stati in grado di creare facilmente grandi blocchi di tessuto, ma come molti scienziati impegnati nella bioprinting oggi hanno scoperto prima di loro, è estremamente difficile mantenere in vita le cellule. La viabilità diventa l’obiettivo e, man mano che questo diventa più completo nel campo della bioprinting, può finalmente aprire la porta alla vera fabbricazione di organi che possono essere trapiantati nel corpo umano.
La tecnologia open source, incentrata principalmente sulla stampa 3D, ha offerto enormi opportunità ai bioingegneri della Rice University di progredire nel loro lavoro, e questo è ciò che li ha portati a Nervous System in primo luogo. Jordan è diventato “affascinato” con le strutture che stavano creando, in particolare nella loro serie Growing Objects , che è stata esposta al Centro Simons per la Geometria e la Fisica a Stonybrook, NY in agosto e settembre 2014. Parlando con il Sistema Nervoso, la sua proposta implicava quello che descrivevano come un “compito epico”, per creare tessuti sintetici simulati e organi umani.
Rendering che mostra strutture che simulano il polmone generate all’interno di diversi volumi
“L’idea di prendere i nostri sistemi generativi che sono ispirati dalla natura e usarli per realizzare in realtà oggetti viventi era un sogno che si realizzava”, afferma il team del sistema nervoso nel loro caso di studio .
Altrove la ricerca ha fatto,
“… mostrano che i coloranti alimentari naturali e sintetici possono essere utilizzati come fotoassorbenti che consentono la produzione stereolitografica di idrogel contenenti architetture vascolari complesse e funzionali. Utilizzando questo approccio, dimostrano topologie vascolari funzionali per studi di miscelatori di fluidi, valvole, trasporto intervascolare, somministrazione di nutrienti e attecchimento dell’ospite. “
Mentre Miller e il suo team in espansione continuavano a lavorare sullo sviluppo degli strumenti necessari per la bioingegneria, parte della loro ricerca ha portato a un nuovo flusso di lavoro di stampa 3D chiamato SLATE (apparato di stereolitografia per l’ingegneria dei tessuti). Il loro hardware proprietario può bioprintare le cellule racchiuse in gel morbidi che agiscono proprio come le reti vascolari. Nervous System li ha accompagnati (risalendo fino al 2016) in questa evoluzione della biostampa progettando i materiali per le reti, ma con il loro background in programmazione, il contributo è andato ben oltre i materiali progettati e incluso software personalizzati per la creazione di “reti di imbarcazioni impigliate”. Queste reti possono essere collegate a ingressi e uscite per l’ossigeno e il flusso sanguigno, poiché utilizzano algoritmi specifici per “far crescere” le vie aeree ramificate.
“L’aria viene pompata nella rete e si accumula nelle sacche d’aria a bulbo che circondano ogni punta della rete”, afferma Nervous System nel loro caso di studio. “Queste sacche sono ritmicamente gonfiate e sgonfiate dall’azione respiratoria, la cosiddetta ventilazione di marea perché il flusso d’aria nei polmoni umani ricorda i flussi delle maree oceaniche.
“Successivamente creiamo due reti di vasi sanguigni che si intrecciano intorno alle vie aeree. Uno per portare il sangue deossigenato, l’altro per trasportare via il sangue carico di ossigeno. Le due reti si uniscono alle estremità delle vie aeree in una sottile rete di vasi sanguigni che avvolge le sacche d’aria bulbose. Queste navi hanno solo 300 micron di larghezza! “
Questo progetto, che riunisce scienziati e art designer, è stato presentato dall’American Association for the Advancement of Science (AAAS) in ” Reti multivascolari e topologie intravascolari funzionali all’interno di idrogel biocompatibili “, scritto da Bagrat Grigoryan, Samantha J. Paulsen, Daniel C. Corbett, Daniel W. Sazer, Chelsea L. Fortin e Alexander J. Zaita.
L’articolo pubblicato di recente entra nei dettagli della stampa 3D SLATE, indicando che questo hardware è in grado di effettuare una rapida bioprinting e offre una possibile sostenibilità alle cellule umane, oltre a mantenere la funzionalità delle cellule staminali e la necessaria differenziazione.
Il progetto è stato creato da Jordan Miller presso la Rice University e Kelly Stevens presso l’ Università di Washington e comprendeva 13 ulteriori collaboratori di Rice, Università di Washington, Duke University e Rowan University .
Nervous System è innegabilmente una delle aziende più affascinanti nella produzione di innovazioni stampate in 3D oggi. La loro versatilità li ha portati a creare qualsiasi cosa, dai tessuti 4D e ai tessuti stretch stampati in 3D, al loro famoso abito da cinematica a petali . Con il loro ultimo progetto che approfondisce il tessuto stampato in 3D, la posta in gioco diventa più elevata e il loro impatto sul mondo è molto maggiore.
