Un team di ricercatori del Brigham and Women's Hospital ha sviluppato un modo per biostampare strutture tubolari che imitano meglio i vasi e i dotti nativi nel corpo. La tecnica di bioprinting 3D consente la messa a punto delle proprietà dei tessuti stampati, come il numero di strati e la capacità di trasportare i nutrienti. Questi tessuti più complessi offrono sostituti potenzialmente validi per i tessuti danneggiati. Il team descrive il suo nuovo approccio e i risultati in un documento pubblicato il 23 agosto in Materiale avanzato .

"I vasi del corpo non sono uniformi, " disse Yu Shrike Zhang, dottorato di ricerca, autore senior dello studio e bioingegnere associato presso il Dipartimento di Medicina di BWH. "Questo metodo di bioprinting genera complesse strutture tubolari che imitano quelle del sistema umano con maggiore fedeltà rispetto alle tecniche precedenti".

Molte malattie danneggiano i tessuti tubulari:arterite, l'aterosclerosi e la trombosi danneggiano i vasi sanguigni, mentre il tessuto uroteliale può subire lesioni infiammatorie e anomalie congenite deleterie.

Per creare l'"inchiostro" della biostampante 3D, "i ricercatori hanno mescolato le cellule umane con un idrogel, una struttura flessibile composta da polimeri idrofili. Hanno ottimizzato la chimica dell'idrogel per consentire alle cellule umane di proliferare, o "seme, " in tutta la miscela.

Prossimo, hanno riempito la cartuccia di una biostampante 3D con questo bioinchiostro. Hanno dotato la biostampante di un ugello personalizzato che avrebbe consentito loro di stampare continuamente strutture tubolari con un massimo di tre strati. Una volta stampati i tubi, i ricercatori hanno dimostrato la loro capacità di trasportare i nutrienti mediante la perfusione di fluidi.

I ricercatori hanno scoperto che potevano stampare tessuti che imitavano sia il tessuto vascolare che il tessuto uroteliale. Hanno mescolato cellule muscolari lisce uroteliali e vescicali umane con l'idrogel per formare il tessuto uroteliale. Per stampare il tessuto vascolare, hanno usato una miscela di cellule endoteliali umane, cellule muscolari lisce e l'idrogel.

I tubi stampati avevano dimensioni variabili, spessori e proprietà. Secondo Zhang, la complessità strutturale del tessuto biostampato è fondamentale per la sua fattibilità come sostituto del tessuto nativo. Questo perché i tessuti naturali sono complessi. Ad esempio, i vasi sanguigni sono costituiti da più strati, che a loro volta sono costituiti da vari tipi di cellule.

Il team prevede di continuare gli studi preclinici per ottimizzare la composizione del bioinchiostro e i parametri di stampa 3D prima di testare la sicurezza e l'efficacia.

"Attualmente stiamo ottimizzando ulteriormente i parametri e il biomateriale, " ha detto Zhang. "Il nostro obiettivo è creare strutture tubolari con sufficiente stabilità meccanica per sostenersi nel corpo".