Il team della School for Engineering and Applied Sciences (SEAS) di Harvard, insieme al Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering hanno sviluppato un nuovo metodo per scalare l’ingegneria tissutale attraverso la stampa 3D di costrutti tissutali vascolarizzati densi, completi di cellule staminali, matrice extracellulare e canali circolatori.
Un importantissimo passo avanti per il 3D bioprinting.
Questa affascinante nuova tecnica essenzialmente presenta reti di vascolarizzazione che consentono a liquidi, sostanze nutritive e alla crescita delle cellule di penetrare il tessuto completo. L’autrice dello studio, riportato nell’ultima edizione del paper Proceedings of the National Academy of Sciences, è Jennifer A. Lewis. Nel il suo team anche i ricercatori David Kolesky, Kimberly Homan e Mark Skylar-Scott. “Questo lavoro ci porta un passo avanti verso la creazione di architetture per la riparazione e la rigenerazione dei tessuti.“, spiega Lewis.
La creazione di solide reti vascolari di grandi dimensioni e in grado di sostenere la vita dei tessuti, è stata una delle principali sfide nel campo del 3D bioprinting. Ma con questa ricerca, Lewis e il suo team hanno aumentato il tessuto soglia di spessore fino a dieci volte (fino al tessuto di spessore di un centimetro) trovando un modo per creare una struttura stampata in 3D ricca di cellule viventi, una matrice extracellulare e l’impianto idraulico necessario per sostenerle. Nel loro studio, questo metodo è stato testato con i tessuti ossei contenenti le cellule staminali del midollo umano. Pompando fattori di crescita ossea attraverso il sistema vascolare, il team è stato effettivamente in grado di indurre lo sviluppo delle cellule nel corso di circa un mese.
Perché il metodo inventato da questo team è diverso dagli altri individuati finora per il bioprinting? In poche parole, perché si utilizza uno stampo in silicone personalizzabile come sistema abitativo e l’impianto idraulico.
Come potete vedere nel video di seguito, una griglia di canali vascolari vengono stampati in 3D sui quali viene poi stampato un inchiostro di cellule staminali. Tali inchiostri sono autoportanti e abbastanza forti per mantenere la loro forma nel momento in cui vengono aggiunti strati successivi. Attraverso questo metodo, vengono stampati in 3D dei pilastri vascolari verticali alle intersezioni della griglia vascolare, formando così una rete di microvasi in tutto il tessuto. Le lacune aperte nel tessuto sono riempite con un liquido composto di fibroblasti e matrice extracellulare. Il risultato è una struttura di tessuto molle con i vasi sanguigni. Agganciato un ingresso ed una uscita, i nutrienti vengono pompati attraverso la struttura, proprio come il nostro corpo fa per il nostro tessuto.
Teoricamente, attraverso questo metodo potrebbe essere creata una varietà di tessuti. Il tipo di fattori di crescita forniti alle cellule determina successivamente la differenziazione cellulare, e la forma dello stampo in silicone può essere alterata per modificare la struttura e la composizione del tessuto stesso.
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