Un team guidato dal professore di nanoingegneria Shaochen Chen ha sviluppato un dispositivo 3D che, come un fegato umano, rimuove le tossine dal flusso sanguigno.
(Phys.org) —Nanoingegneri dell'Università della California, San Diego ha sviluppato un dispositivo stampato in 3D ispirato al fegato per rimuovere le tossine pericolose dal sangue.
Il dispositivo, che è progettato per essere utilizzato al di fuori del corpo, proprio come la dialisi, utilizza nanoparticelle per intrappolare le tossine che formano pori che possono danneggiare le membrane cellulari e sono un fattore chiave nelle malattie che derivano da morsi e punture di animali, e infezioni batteriche. I loro risultati sono stati pubblicati l'8 maggio sulla rivista Comunicazioni sulla natura .
Le nanoparticelle hanno già dimostrato di essere efficaci nel neutralizzare le tossine che formano pori nel sangue, ma se quelle nanoparticelle non possono essere digerite efficacemente, possono accumularsi nel fegato creando un rischio di avvelenamento secondario, soprattutto tra i pazienti che sono già a rischio di insufficienza epatica. Risolvere questo problema, un gruppo di ricerca guidato dal professore di nanoingegneria Shaochen Chen ha creato una matrice di idrogel stampata in 3D per ospitare le nanoparticelle, formando un dispositivo che imita la funzione del fegato percependo, attrarre e catturare le tossine instradate dal sangue. Il dispositivo, che è in fase di proof-of-concept, imita la struttura del fegato ma ha una superficie più ampia progettata per attirare e intrappolare efficacemente le tossine all'interno del dispositivo. In uno studio in vitro, il dispositivo neutralizza completamente le tossine che formano i pori.
"Una caratteristica unica di questo dispositivo è che diventa rosso quando le tossine vengono catturate, " ha detto il co-primo autore, Xin Qu, che è un ricercatore post-dottorato che lavora nel laboratorio di Chen. "Il concetto di utilizzare la stampa 3D per incapsulare nanoparticelle funzionali in un idrogel biocompatibile è nuovo, " ha affermato Chen. "Questo ispirerà molti nuovi progetti per le tecniche di disintossicazione poiché la stampa 3D consente la produzione specifica per l'utente o specifica del sito di prodotti altamente funzionali, " disse Chen.
I nanoingegneri hanno sviluppato un dispositivo stampato in 3D ispirato al fegato per rimuovere le tossine pericolose dal sangue. Il dispositivo, che è progettato per essere utilizzato al di fuori del corpo come la dialisi, utilizza le nanoparticelle per intrappolare le tossine che formano i pori che possono danneggiare le membrane cellulari e sono un fattore chiave nelle malattie che derivano da morsi e punture di animali, e infezioni batteriche. Credito:Università della California - San Diego
Il laboratorio di Chen ha già dimostrato la capacità di stampare complesse microstrutture 3D, come i vasi sanguigni, in pochi secondi da idrogel morbidi biocompatibili che contengono cellule viventi.
La tecnologia di biofabbricazione di Chen, chiamata stereolitografia a proiezione ottica dinamica (DOPsL), può produrre la risoluzione su micro e nanoscala necessaria per stampare tessuti che imitano i dettagli a grana fine della natura, compresi i vasi sanguigni, che sono essenziali per distribuire nutrienti e ossigeno in tutto il corpo. La tecnica di biofabbricazione utilizza un sistema di proiezione computerizzata e microspecchi controllati con precisione per illuminare un'area selezionata di una soluzione contenente biopolimeri e cellule fotosensibili. Questo processo di solidificazione fotoindotto forma uno strato di struttura solida alla volta, ma in maniera continua.
