Un team di ricercatori della Texas A&M University ha sviluppato un modo innovativo per stampare le terapie in 3-D per la medicina rigenerativa.

La biostampa 3D sta emergendo come un metodo promettente per fabbricare rapidamente costrutti contenenti cellule per la progettazione di nuovi, sano, tessuti funzionali. Però, una delle principali sfide nella bioprinting 3D è la mancanza di controllo sulle funzioni cellulari. Fattori di crescita, che sono una classe speciale di proteine, può dirigere il destino e le funzioni cellulari. Però, questi fattori di crescita non possono essere facilmente incorporati all'interno di una struttura stampata in 3D per una durata prolungata.

In un recente studio condotto presso il Texas A&M, i ricercatori del laboratorio del Dr. Akhilesh K Gaharwar nel Dipartimento di ingegneria biomedica hanno formulato un bioinchiostro costituito da nanoparticelle minerali 2D per sequestrare e stampare terapie 3D in posizioni precise. I loro risultati sono stati pubblicati in Materiali sanitari avanzati .

Il team ha progettato una nuova classe di bioinchiostri idrogel, strutture 3-D in grado di assorbire e trattenere notevoli quantità di acqua, caricate con proteine ​​terapeutiche. Questo bioinchiostro è costituito da un polimero inerte, glicole polietilenico (PEG), ed è vantaggioso per l'ingegneria dei tessuti perché non provoca il sistema immunitario. Però, a causa della bassa viscosità della soluzione polimerica PEG, è difficile stampare in 3D questo tipo di polimero. Per superare questo limite, il team ha scoperto che la combinazione di polimeri PEG con nanoparticelle porta a un'interessante classe di idrogel bioink che possono supportare la crescita cellulare e possono avere una maggiore stampabilità rispetto agli idrogel polimerici da soli.

Questa nuova tecnologia, basato su una piattaforma di nanoargilla sviluppata da Gaharwar, professore assistente, può essere utilizzato per la deposizione precisa di proteine ​​terapeutiche. Questa formulazione bioink ha proprietà uniche di assottigliamento del taglio che consentono di iniettare il materiale, smettono rapidamente di scorrere e poi curano per rimanere sul posto, che è altamente desiderabile per le applicazioni di bioprinting 3D.

"Questa formulazione che utilizza nanoargilla sequestra la terapia di interesse per l'aumento dell'attività e della proliferazione cellulare, " ha detto il dottor Charles W. Peak, autore senior dello studio. "Inoltre, la somministrazione prolungata della terapia bioattiva potrebbe migliorare la migrazione cellulare all'interno degli scaffold stampati in 3D e può aiutare nella rapida vascolarizzazione degli scaffold".

Gaharwar ha affermato che la somministrazione prolungata della terapia potrebbe anche ridurre i costi complessivi diminuendo la concentrazione terapeutica e riducendo al minimo gli effetti collaterali negativi associati alle dosi sovrafisiologiche.

"Globale, questo studio fornisce la prova di principio per stampare proteine ​​terapeutiche in 3-D che possono essere utilizzate per controllare e dirigere le funzioni cellulari, " Egli ha detto.