Bioprinting 3D: confronto tra impalcature a reticolo e fogli rettangolari tradizionali
Il bioprinting non è un’impresa semplice – se lo fosse, probabilmente vedremmo organi stampati 3D pronti per il trapianto ormai. È un processo delicato che richiede una serie di fattori, inclusi i bioink che sono sia stampabili che biocompatibili e scaffold (strutture , impalcature) appropriati. In un documento intitolato ” Uno studio comparativo di un reticolo 3D a base di gelatina e strutture a lastra rettangolare “, un gruppo di ricercatori confronta gli scaffold con le geometrie reticolari mesh a più tradizionali lastre rettangolari piatte.
“Abbiamo ipotizzato che gli esperimenti eseguiti come parte di questo studio ci aiutassero ad osservare notevoli differenze tra le due strutture, cioè reticolo e rettangolo, e aprono anche la possibilità di migliorare in modo significativo il progetto di un costrutto bioprintesso 3D per ingegneria cardiaca tissue-on-a-chip, con bioprinting “, affermano i ricercatori.
I ricercatori hanno usato la furfuril gelatina (f-gelatina) come base per il loro bioink, che hanno seminato con cellule staminali mesenchimali di topo. Hanno usato un bioprinter ALLEVI 2 per stampare l’inchiostro in due diverse strutture: un reticolo e un foglio rettangolare. È stata condotta la caratterizzazione reologica del bioink e le strutture bioprurate sono state coltivate in un incubatore. È stato eseguito un test di citotossicità vivo / morto e la struttura del reticolo è stata analizzata mediante microscopia elettronica a scansione.
“L’immagine in sezione trasversale SEM del reticolo di gelatina ha rivelato una struttura altamente organizzata, striata, modellata e collegata in rete rispetto al SEM a sezione rettangolare a fogli rettangolari largamente reticolato e in gran parte poroso, come riportato nel nostro studio precedente,” i ricercatori spiegare. “La porosità e la dimensione dei pori sono cruciali per assicurare la colonizzazione cellulare dello scaffold, depositata mediante bioprinting. Allo stesso modo, le micrografie SEM hanno mostrato una distribuzione omogenea di pori di dimensioni uguali all’interno dell’intera area scansionata ed esaminata …. La porosità apparente media di questa struttura reticolare era stimata in circa il 50% rispetto al 21% per il foglio rettangolare. I risultati ci hanno portato a concludere che sebbene la dimensione media dei pori fosse significativamente ridotta dalla stampa sotto forma di reticolo,
Il comportamento di rigonfiamento dei gel è stato monitorato per studiare la dinamica di idratazione della struttura idrogel reticolata. È stata valutata la proliferazione cellulare e analizzata la citometria a flusso.
I risultati dei test hanno mostrato che la struttura del reticolo era più porosa del foglio rettangolare piatto. Inoltre ha esibito un tasso di degradazione più basso.
“Inoltre, il reticolo ha permesso alle cellule di proliferare in misura maggiore rispetto al foglio rettangolare, che inizialmente manteneva un numero inferiore di cellule”, affermano i ricercatori. “Tutti questi risultati hanno affermato collettivamente che il reticolo si presenta come una struttura di scaffold superiore per le applicazioni di ingegneria dei tessuti”.
Uno scaffold è letteralmente un fondamento su cui basare la bioprinting, e avere un’impalcatura efficace è fondamentale in qualsiasi applicazione di biostampa. Le cellule fanno affidamento su un solido supporto per sopravvivere e proliferare. Un inchiostro stampabile e biocompatibile è anche cruciale affinché le cellule possano crescere nel tessuto. I ricercatori hanno scoperto in questo studio che le strutture reticolari sono superiori ai fogli rettangolari, il che potrebbe significare la differenza tra successo e fallimento nelle applicazioni future.
Gli autori del giornale includono Shweta Anil Kumar, Nishat Tasnim, Erick Dominguez, Shane Allen, Laura J. Suggs, Yoshihiro Ito e Binata Joddar.
