Penn State Researchers 3D Print Porous Tissues
Il bioprinting 3D ha ancora molti problemi da risolvere prima di poter vedere qualcosa come dei trapianto di organi stampati in 3D. Un problema è capire come far crescere i vasi sanguigni nel tessuto stampato o ingegnerizzato, ma i ricercatori della Penn State hanno trovato un’alternativa a questa idea, creando tessuti con micropori che consentono la diffusione di nutrienti e ossigeno nel nucleo.
“Uno dei problemi con la fabbricazione di tessuti è che non possiamo renderli di grandi dimensioni”, ha detto Ibrahim T. Ozbolat, professore associato di scienze e meccanica ingegneristica. “Le cellule muoiono se i nutrienti e l’ossigeno non riescono a entrare.”
La creazione di blocchi di tessuto con micropori è un’alternativa alla vascolarizzazione o alla crescita dei vasi sanguigni all’interno del tessuto, secondo i ricercatori. Si riferiscono agli elementi costitutivi come “filamenti di tessuti porosi”. Iniziarono con le cellule staminali derivate dal grasso umano e le mischiarono con i porogeni di sodio alginato. L’alginato di sodio, che è derivato dalle alghe, può essere stampato in minuscole particelle che lasciano buchi o pori dietro nel tessuto del tessuto quando si sciolgono. I ricercatori hanno utilizzato le cellule staminali e l’alginato di sodio in strisce di tessuto 3D indifferenziate, che sono state poi combinate, stampandole in 3D una accanto all’altra, per formare chiazze di tessuto.
I ricercatori hanno quindi esposto il tessuto al cocktail chimico che provoca la differenziazione delle cellule staminali, consentendo alle cellule di trasformarsi in osso o cartilagine. I pori consentono al fluido di fluire a tutte le cellule staminali. Secondo i ricercatori, i fili erano in grado di mantenere una porosità del 25% e una connettività dei pori dell’85% per almeno tre settimane.
“Questi cerotti possono essere impiantati nell’osso o nella cartilagine, a seconda di quali cellule sono”, ha detto Ozbolat. “Possono essere utilizzati per l’osteoartrosi, i cerotti per la chirurgia plastica come la cartilagine nel setto nasale, il restauro del ginocchio e altri difetti ossei o della cartilagine”.
La cartilagine tende ad essere più facile da produrre rispetto alle ossa perché nel corpo umano la cartilagine non ha vasi sanguigni che la attraversano. Un po ‘di osso è naturalmente poroso, tuttavia, la porosità nel tessuto ingegnerizzato significa un maggiore potenziale per la riparazione o la sostituzione dell’osso naturale. Al momento è possibile realizzare solo minuscole chiazze di tessuto, ma sono ancora più facili da fabbricare rispetto alla crescita del tessuto artificiale sulle impalcature.
La ricerca è stata documentata in un documento dal titolo ” Fili di tessuto poroso: blocchi avascolari per la produzione di tessuto scalabile “. Il lavoro ha un grande potenziale per la rigenerazione ossea e cartilaginea, e i ricercatori stanno anche valutando di applicare la loro tecnica a muscoli, grasso e altro anche i tessuti.
Gli autori del documento includono Yang Wu, Monika Hospodiuk, Weijie Peng, Hemanth Gudapati, Thomas Neuberger, Srinivas Koduru, Dino J. Ravnic e Ibrahim T. Ozbolat.
