L’UNIVERSITÀ DEL MINNESOTA SVILUPPA TESCHI TRASPARENTI PER TOPI UTILIZZANDO LA STAMPA 3D
Gli scienziati dell’Università del Minnesota hanno prodotto un teschio trasparente stampato in 3D che li impianta per osservare il funzionamento interno del cervello dei topi in tempo reale. Chiamato See-Shell, potrebbe fornire nuove intuizioni per le condizioni del cervello umano come l’Alzheimer e il morbo di Parkinson.
Lo studio pubblicato sulla rivista Nature Communications afferma che i primati non umani, in questo caso i topi, condividono la stessa genetica, anatomia, fisiologia e comportamento con gli esseri umani e quindi forniscono un buon sostituto.
Timothy J. Ebner, professore dell’Università del Minnesota e coautore dello studio ha commentato: “Questi sono studi che non siamo riusciti a fare negli esseri umani, ma sono estremamente importanti nella nostra comprensione di come funziona il cervello in modo che possiamo migliorare i trattamenti per persone che soffrono di lesioni o malattie cerebrali. ”
Per realizzare la See-Shell, i ricercatori hanno digitalmente digitalizzato la superficie del cranio del mouse e hanno importato questi dati in software CAD (Solidworks, Dassault Systèmes ) per creare una cornice. Questo telaio è stato quindi stampato in 3D in polimetilmetacrilato (PMMA), comunemente noto come acrilico.
Su questa superficie è stato applicato un sottile film flessibile e trasparente in polietilene tereftalato (PET), che forma la finestra. Il telaio includeva anche fori per viti per il fissaggio di una testata in titanio progettata su misura che teneva ferma la testa del topo durante gli esperimenti.
Il PET è stato scelto per il componente trasparente in quanto ha eccellenti proprietà ottiche ed è biocompatibile, il che significa che è improbabile che il corpo del topo respinga l’impianto.
Per collegare il See-Shell hanno usato un programma per computer personalizzato per controllare il braccio del robot che ha rimosso una sezione del cranio del topo (craniotomia). Il combinato telaio 3D stampato e assemblaggio PET è stato poi collegato al cranio.
Le 4 fasi di creazione dell’impianto da scansione a assemblaggio finale. Immagine tramite Nature Communications.
“Questo nuovo dispositivo ci consente di osservare l’attività cerebrale al livello più piccolo ingrandendo i neuroni specifici mentre si ottiene una visione d’insieme di gran parte della superficie del cervello nel tempo”, ha detto Suhasa Kodandaramaiah, Ph.D. un co-autore dello studio.
“SVILUPPARE IL DISPOSITIVO E MOSTRARE CHE FUNZIONA È SOLO L’INIZIO DI CIÒ CHE SAREMO IN GRADO DI FARE PER FAR AVANZARE LA RICERCA SUL CERVELLO.”
Un teschio traslucido stampato in 3D per tutti?
Il documento afferma inoltre che diversi aspetti della progettazione e fabbricazione del See-Shell possono essere ampiamente adottati e cooptati, in laboratorio, per favorire la nostra comprensione del cervello. Il documento afferma che “See-Shells può essere fabbricato usando strumenti desktop e sono economici (<$ 20 ciascuno). Una volta fabbricati i singoli componenti (o acquistati da servizi di fabbricazione commerciale), l’impianto può essere assemblato in meno di 15 minuti. Pertanto, questo è uno strumento che può essere facilmente adottato dalla maggior parte dei laboratori. “
La tecnologia non è limitata ai teschi. Gli autori sostengono che See-Shells potrebbe anche essere progettato per l’uso su parti del corpo complesse e mobili, come le spine. “Il telaio stampato in 3D può essere modificato per incorporare funzionalità di montaggio per fissare con precisione microscopi miniaturizzati e dispositivi controllati in modalità wireless per infondere agenti farmacologici o eseguire stimolazioni optogenetiche”.
