Un team guidato da UCLA Samueli ha sviluppato una stampante 3D appositamente adattata per costruire biomateriali terapeutici da più materiali. Il progresso potrebbe essere un passo verso la stampa su richiesta di tessuti artificiali complessi da utilizzare nei trapianti e in altri interventi chirurgici.

"I tessuti sono strutture meravigliosamente complesse, quindi per progettare versioni artificiali che funzionino correttamente, dobbiamo ricreare la loro complessità, " ha detto Ali Khademhosseini, che ha guidato lo studio ed è Levi James Knight dell'UCLA, Jr., Professore di Ingegneria presso la Scuola di Ingegneria UCLA Samueli. "Il nostro nuovo approccio offre un modo per costruire strutture biocompatibili complesse realizzate con materiali diversi".

Lo studio è stato pubblicato su Materiale avanzato .

La tecnica utilizza un processo basato sulla luce chiamato stereolitografia, e sfrutta una stampante 3D personalizzata progettata da Khademhosseini che ha due componenti chiave. Il primo è un chip microfluidico personalizzato, un piccolo, piattaforma piatta di dimensioni simili a un chip per computer, con più ingressi che "stampano" ciascuno un materiale diverso. L'altro componente è un microspecchio digitale, una serie di oltre un milione di minuscoli specchi che si muovono ciascuno indipendentemente.

I ricercatori hanno utilizzato diversi tipi di idrogel, materiali che, dopo aver attraversato la stampante, formare impalcature in cui i tessuti possano crescere. I microspecchi dirigono la luce sulla superficie di stampa, e le aree illuminate indicano il contorno dell'oggetto 3D che viene stampato. La luce innesca anche la formazione di legami molecolari nei materiali, che fa rassodare i gel in un materiale solido. Quando l'oggetto 3D viene stampato, la serie di specchi cambia il modello di luce per indicare la forma di ogni nuovo livello.

Il processo è il primo ad utilizzare più materiali per la biostampa stereolitografica automatizzata, un progresso rispetto alla biostampa stereolitografica convenzionale, che utilizza un solo tipo di materiale. Mentre il dispositivo dimostrativo utilizzava quattro tipi di bio-inchiostri, gli autori dello studio scrivono che il processo potrebbe contenere tutti gli inchiostri necessari.

I ricercatori hanno utilizzato per la prima volta il processo per creare forme semplici, come le piramidi. Quindi, hanno realizzato complesse strutture 3D che imitavano parti del tessuto muscolare e del tessuto connettivo muscolo-scheletrico. Hanno anche stampato forme che imitano i tumori con reti di vasi sanguigni, che potrebbero essere usati come modelli biologici per studiare i tumori. Hanno testato le strutture stampate impiantandole nei ratti. Le strutture non sono state respinte.