Ricercatori stampano vasi sanguigni funzionali con bioinchiostro personalizzato e biostampa coassiale
Un team coreano-cinese ha realizzato in laboratorio vasi sanguigni cerebrali con lume controllato utilizzando una tecnica di biostampa coassiale “embedded” in bagno di supporto e un bioinchiostro ibrido su base ECM. L’obiettivo è riprodurre in vitro le condizioni emodinamiche dei vasi stenotici per studiare infiammazione endoteliale e risposta ai farmaci.
Chi ha firmato lo studio e dove è stato pubblicato
Lo studio, firmato da Pusan National University (core team guidato da Byoung Soo Kim) con POSTECH (Dong-Woo Cho), TissenBiofarm, Beijing Institute of Technology (Ge Gao) e The Catholic University of Korea, è stato accettato su Advanced Functional Materials (Wiley-VCH). Titolo: “Embedded 3D-Coaxial Bioprinting of Stenotic Brain Vessels…”.
Il bioinchiostro: ECM vascolare decellularizzata + collagene + alginato
Il bioink combina ECM decellularizzata derivata da tessuto vascolare suino (VdECM), collagene e alginato: fornisce segnali biologici specifici del tessuto e, grazie al rinforzo meccanico, permette di mantenere strutture perfusabili stabili. Il lavoro riporta un incremento ~65× del modulo dinamico rispetto all’ECM non rinforzata.
La stampa: coassiale immersa, lumen 250–500 µm e condizioni di flusso
Con la biostampa coassiale “in-bath” il team ha fabbricato condotti perfusabili con diametro del lume tra 250 e 500 µm, riproducendo restringimenti controllati (“stenosi”). Le simulazioni CFD e test con traccianti a un flusso d’ingresso di 3 mL/min hanno confermato i pattern di flusso disturbato tipici dei tratti stenotici.
Validazione biologica: continuità endoteliale e marker di barriera
I vasi biostampati, rivestiti con cellule endoteliali umane (HUVEC e HBMEC), mostrano copertura continua e l’espressione di proteine di giunzione (CD31, VE-cadherin, ZO-1) con permeabilità selettiva. In condizioni di flusso disturbato si osserva up-regulation di ICAM-1 (~2,2×) e VCAM-1 (~1,5×), coerente con infiammazione indotta dallo shear.
Risultato chiave sulla vitalità
Secondo la copertura giornalistica, la vitalità cellulare nei costrutti ha raggiunto il 97%, un valore in linea con un microambiente ECM compatibile con l’adesione e il mantenimento fenotipico.
Perché conta: piattaforma per ictus/aterosclerosi, test farmaci e riduzione degli animali
Il modello è progettato per studiare in modo controllato le risposte endoteliali a geometrie stenotiche realistiche, con applicazioni in ricerca su ictus e aterosclerosi, screening farmacologico e medicina personalizzata, riducendo al contempo l’uso di modelli animali.
Come si inserisce nello stato dell’arte
La coassiale è una via consolidata per ottenere condotti vascolari perfusabili; questo lavoro estende il campo con stampa “embedded” e bioink ECM rinforzato. In letteratura sono disponibili review e protocolli sulla coassiale, e lavori POSTECH su “bio-blood-vessels” con ECM vascolare, utili come confronto tecnico.
Limiti dichiarati e prossimi passi
Gli autori indicano possibili miglioramenti: ECM specifica del cervello, co-coltura con cellule di supporto e cellule patient-derived; integrazione con piattaforme organ-on-chip e analisi AI per monitorare in tempo reale la risposta endoteliale ai trattamenti.
Attori coinvolti e trasferibilità
Oltre alle università, tra gli autori figura TissenBiofarm, segnale di attenzione industriale verso bioink e sistemi di biostampa traslabili. La presenza di più sedi (Corea del Sud e Cina) suggerisce potenziale collaborazione per standardizzare materiali e parametri di processo.
