I ricercatori dell’Università di Nagasaki hanno recentemente compiuto ulteriori progressi nella bioprinting e senza l’uso di scaffold. Man mano che si avvicinano al loro obiettivo di stampare in 3D l’esofago, gli autori descrivono le loro attuali scoperte nella rigenerazione dell’esofago usando una struttura biomimetica senza scaffold creata con la stampa bi-tridimensionale .
Sottolineando che non sono il primo team di ricerca a provare il tessuto ingegneristico per riparare i difetti dell’esofago, un tubo vitale che collega la gola allo stomaco, gli autori spiegano che il loro nuovo metodo funziona perché si sono concentrati sulla riduzione dei precedenti problemi con il biologico incompatibilità e sfide che portano a problemi come la stenosi esofagea.
I ricercatori, consapevoli dei quattro tipi di cellule dell’esofago (cellule epiteliali squamose, fibroblasti e cellule muscolari lisce), si resero conto che dovevano creare una struttura che non interferisse con la normale attività biologica.
Il team ha iniziato acquisendo quanto segue:
Normali fibroblasti dermici umani
Cellule muscolari lisce dell’esofago umano
Cellule staminali mesenchimali derivate dal midollo osseo umano
Cellule endoteliali della vena ombelicale umana
Le provette esofagee sono state bioprotette utilizzando una stampante Bio-3D Regenova e poi trapiantate in cinque ratti maschi. Sono tutti sopravvissuti alla procedura, anche se i ricercatori hanno notato alcune piccole quantità di perdita di peso quando hanno iniziato la loro intensa valutazione di 30 giorni delle strutture impiantate. I topi hanno recuperato rapidamente il peso, e poi alcuni. I tubi trapiantati sono rimasti forti e stabili, senza perdite o segni di lacrimazione. Il team ha notato che i ratti stavano mangiando quantità sufficienti e, anche se esposti a succhi gastrici, il tubo esofageo manteneva la sua integrità.
Le valutazioni hanno continuato ad essere positive, con il marchio di 30 giorni che riflette le strutture “completamente innestate”.
“L’epitelio della mucosa esofageo si estendeva nel lume della struttura e copriva completamente la sua superficie interna. Le cellule sulla superficie del lume esprimevano pan-citocheratina. L’espressione di αSMA è stata osservata anche nella struttura “, hanno affermato i ricercatori. “L’espressione di HLA di classe I umana ABC è stata trovata solo nella parte della struttura trapiantata, ma non c’erano cellule positive nello strato epiteliale.”
“Ciò significa che la struttura fatta di cellule umane è stata mantenuta nel corpo dei ratti e l’epitelio nativo di ratto esteso sulla struttura trapiantata dopo il trapianto.”
Nonostante il successo finale nello studio di ricerca, gli scienziati hanno incontrato alcune sfide e limiti; per esempio, non sono stati in grado di utilizzare con successo il trapianto ortotopico e ritengono che sia un requisito per l’utilizzo di questo tipo di innovazione nelle applicazioni cliniche. Inoltre non erano in grado di ottenere dati riguardanti la neurogenesi e la peristalsi dell’esofago artificiale. Il team realizza ulteriori studi e sono necessari tempi di follow-up più lunghi e, alla fine, deve verificarsi un modello di trapianto ortotopico su animali di grandi dimensioni.
“Sebbene questo lavoro sia il nostro primo passo nello studio della struttura esofagea realizzata con il sistema di stampa bio-3D, potrebbe contribuire allo sviluppo di trattamenti per le malattie esofagee che richiedono trapianti”, hanno concluso i ricercatori. “Le strutture create con la tecnologia di stampa bio-3D utilizzando un approccio privo di scaffold hanno mostrato la promessa come un potenziale sostituto per il trapianto esofageo”.
La stampa 3D è stata un enorme vantaggio nel campo della medicina e, soprattutto, i continui progressi nella produzione di nuovo hardware, software e materiali offrono così tante opzioni per migliorare (e talvolta anche risparmiare) la qualità della vita per così tanti pazienti. I ricercatori hanno recentemente creato trachie stampate in 3D , una varietà di protesi facciali e persino la pelle .
