Gli scienziati hanno creato nuovi tessuti artificiali che imitano alcune delle complesse caratteristiche e abilità dei tessuti viventi, aprendo la strada a progressi senza precedenti nella medicina, robotica morbida, e microingegneria. La svolta guidata dall'Università di Bristol, pubblicato in Materiale avanzato , riporta il primo modo per produrre tessuti artificiali di dimensioni centimetriche di qualsiasi forma e con complesse strutture interne.

Una squadra, guidato dal Dott. Pierangelo Gobbo della Facoltà di Chimica dell'Università, ha sviluppato la nuova tecnica e l'ha usata per assemblare milioni di cellule sintetiche appiccicose, chiamate "protocelle, " in tessuti artificiali in grado di comunicare tra loro così come con il loro ambiente esterno. In precedenza le protocelle sono state lavorate individualmente, ma gli scienziati hanno scoperto che quando le cellule sono state combinate in un gruppo per formare materiali protocellulari, hanno interagito insieme e hanno mostrato capacità avanzate.

Il metodo innovativo, chiamata "tecnica dello stampo galleggiante, " ha permesso al team di creare materiali protocellulari indipendenti di qualsiasi dimensione e forma. Ha inoltre facilitato l'assemblaggio di materiali protocellulari modellati e stratificati attraverso l'attenta disposizione di diversi tipi di protocelle.

Il team ha quindi programmato in modo specifico il comportamento delle protocelle che compongono il materiale in modo che quando onde di sostanze chimiche sono state inviate nell'ambiente, le protocelle hanno risposto insieme ed è stato possibile estrarre importanti informazioni fisiche e chimiche dalla loro reazione collettiva. Questo potrebbe, ad esempio, portare a un nuovo metodo per studiare come un farmaco si muove e si distribuisce all'interno dei tessuti viventi.

Il team indica che in futuro potrebbe essere possibile innestare materiali protocellulari su organi per fornire terapie mirate, o utilizzare questi tessuti artificiali come organoidi per replicare da vicino gli ambienti in vivo per lo screening dei farmaci e ridurre i test sugli animali. I tessuti potrebbero essere utilizzati anche per assemblare la prossima generazione di robot morbidi alimentati da sostanze chimiche disponibili nell'ambiente.

L'autore principale, il dott. Agostino Galanti, ha dichiarato:"Queste entusiasmanti scoperte portano le cellule sintetiche a un livello superiore, annunciando nuove importanti potenzialità in un'ampia gamma di settori. I nostri materiali protocellulari sono robusti, stabili in acqua e sono anche in grado di combinare gli attributi speciali delle singole protocelle con le nuove capacità potenziate che assumono quando combinate insieme in formazioni di gruppo."

Dott. Pierangelo Gobbo, borsista del vice-rettore presso l'Università di Bristol e ricercatore principale del progetto, aggiunto, "L'assemblaggio controllato di protocelle in materiali protocellulari delle dimensioni di un centimetro dotati di capacità di biorilevamento emergenti non ha precedenti e rappresenta un'importante pietra miliare verso la costruzione di tessuti artificiali completamente autonomi e adattivi. Il nostro prossimo obiettivo è far progredire le capacità biochimiche e i livelli di autonomia dei nostri materiali protocellulari per indirizzare importanti applicazioni nell'ingegneria dei tessuti, terapia personalizzata, farmacocinetica, tecnologie di micro-bioreattori, e robotica morbida."