come fai a provare, nelle prime fasi della ricerca, se un potenziale farmaco si rivolge efficacemente a un tumore umano, organo, o qualche altra parte del corpo? Come si fa a far crescere una nuova mano o un'altra parte del corpo? I ricercatori sono nelle prime fasi dell'utilizzo della tecnologia di stampa cellulare 3D per realizzare sviluppi come questi. Un modo standard, attualmente non disponibile, per fissare le celle in posizione dopo la stampa aiuterebbe i ricercatori a evitare di dover "reinventare la ruota" in ogni nuova indagine.

In uno studio recentemente pubblicato su Materiali oggi Bio , ricercatori dell'Università di Osaka hanno utilizzato nanofibre di seta ottenute mediante disintegrazione meccanica per migliorare il processo di stampa senza danneggiare le cellule o gli assemblaggi cellulari. Un punto interessante della seta per questa applicazione è che si ritiene che la seta sia un materiale sicuro per l'uomo. Questo sviluppo aiuterà a portare la ricerca sulla stampa cellulare 3D fuori dal laboratorio e nell'uso biomedico nel mondo reale.

Per ottenere le fibre, i ricercatori hanno iniziato con la seta vergine, quindi rimosso la proteina sericina da esso perché questa proteina provoca infiammazione nei pazienti. Prossimo, i ricercatori hanno macinato il restante materiale biocompatibile in nanofibre. Le fibre possono essere sterilizzate, senza danneggiarle, per uso medico, con le comuni apparecchiature di laboratorio.

"Le nostre fibre di seta sono ottimi additivi per i supporti di stampa a celle bioink, ", afferma l'autore principale Shinji Sakai. "Sono compatibili con molti media, come quelli contenenti gelatina, chitosano, o acido ialuronico, dando loro una vasta gamma di potenziali applicazioni."

Lo scopo principale delle fibre era garantire che le cellule nel bioinchiostro mantenessero il loro posizionamento 3D dopo la stampa senza danneggiare le cellule. Le fibre soddisfano questo scopo migliorando l'integrità del bioinchiostro e riducendo al minimo le dannose sollecitazioni meccaniche elevate spesso poste sulle cellule durante la stampa.

"Vari esperimenti meccanici dicono la stessa cosa:le nanofibre hanno potenziato le proprietà dei supporti di stampa, " spiega il professor Sakai. "Ad esempio, Il modulo di Young, una misura della rigidità, è aumentato di parecchie volte ed è rimasto migliorato per oltre un mese".

Le fibre aiutano le configurazioni stampate a mantenere la loro integrità strutturale dopo la stampa. Per esempio, una configurazione a forma di naso ha mantenuto la sua forma solo se stampata con bioinchiostro contenente le fibre di seta. Oltre l'85% delle cellule nel bioinchiostro è rimasto vivo dopo una settimana nel bioinchiostro stampato con o senza le fibre aggiunte, indicando che l'aggiunta delle fibre non ha danneggiato le cellule.

L'attuale tecnologia di stampa cellulare spesso danneggia pesantemente le cellule o non mantiene a lungo la forma prevista. La ricerca qui aiuta a superare queste limitazioni in un modo che aiuterà a far progredire la scoperta di farmaci, medicina rigenerativa, e molti altri campi di ricerca biomedica in corso ad alto impatto, e ha il potenziale vantaggio economico aggiunto di rinvigorire l'industria della seta.

L'articolo, "Nanofibre di fibroina di seta:un promettente additivo per inchiostro per la biostampa 3-D di estrusione, " è stato pubblicato in Materiali oggi Bio .