I micropori nei tessuti fabbricati come l'osso e la cartilagine consentono la diffusione di nutrienti e ossigeno nel nucleo, e questo nuovo approccio potrebbe eventualmente consentire al tessuto cresciuto in laboratorio di contenere i vasi sanguigni, secondo un team di ricercatori della Penn State.

"Uno dei problemi con la fabbricazione dei tessuti è che non possiamo farli di grandi dimensioni, " ha detto Ibrahim T. Ozbolat, professore associato di ingegneria e meccanica. "Le cellule muoiono se i nutrienti e l'ossigeno non possono entrare".

Anche le cellule interne non si differenziano se il cocktail chimico che fa sì che le cellule staminali si differenziano non le raggiunge. Una struttura porosa consente la circolazione sia dei nutrienti che di altri fluidi.

I ricercatori stanno provando un nuovo approccio e creando blocchi di tessuto con micropori. Considerano questa un'alternativa alla vascolarizzazione - vasi sanguigni in crescita nel tessuto - e chiamano il risultato filamenti di tessuto poroso.

I ricercatori stanno iniziando con cellule staminali derivate dal grasso umano e le mescolano con porogeni di alginato di sodio. Derivato da alghe, l'alginato di sodio può essere stampato in minuscole particelle che, quando sciolto, lasciare dietro di sé piccoli fori, pori, nel tessuto del tessuto. Il team utilizza la miscela per stampare in 3D filamenti di tessuto indifferenziato. Possono quindi combinare i fili per formare chiazze di tessuto.

Quando i ricercatori espongono il tessuto al cocktail chimico, trasforma le cellule staminali in cellule specifiche, in questo caso osso o cartilagine. A causa dei pori, il fluido può fluire a tutte le cellule staminali.

I ricercatori riferiscono in un recente numero di Biofabbricazione che i trefoli mantengano una porosità del 25% e una connettività dei pori dell'85% per almeno tre settimane.

Stampando in 3D i fili uno accanto all'altro e uno sopra l'altro come mostrato nel loro lavoro precedente, i fili si autoassemblano per formare chiazze di tessuto.

"Questi cerotti possono essere impiantati nell'osso o nella cartilagine, a seconda di quali cellule sono, " ha detto Ozbolat. "Possono essere usati per l'artrosi, cerotti per chirurgia plastica come la cartilagine nel setto nasale, restauro del ginocchio e altri difetti ossei o cartilaginei."

In alcuni modi, la cartilagine è più facile dell'osso perché nel corpo umano, la cartilagine non ha vasi sanguigni che la attraversano. Però, qualche osso è naturalmente poroso, e così la porosità è preziosa per sostituire o riparare quell'osso. Mentre attualmente è possibile realizzare solo piccole patch, questi cerotti sono più facili da fabbricare rispetto alla crescita di tessuto artificiale su impalcature.

I ricercatori stanno valutando di applicare gli stessi metodi ai muscoli, grasso e vari altri tessuti.