AGI - Un nuovo metodo di stampa 3D, sviluppato tramite l'impiego di ghiaccio, ha permesso la costruzione di un modello di vasi sanguigni artificiali in un tessuto ingegnerizzato, il che potrebbe avere implicazioni nei trapianti di organi artificiali o nei test sui farmaci. A svilupparlo una squadra guidata da Feimo Yang, studente laureato nei laboratori di Philip LeDuc e Burak Ozdoganlar alla Carnegie Mellon University, che ha presentato la ricerca al 68esimo incontro annuale della Biophysical Society, a Philadelphia, in Pennsylvania.
Oltre 100.000 persone negli Stati Uniti hanno attualmente bisogno di un trapianto di organi. La richiesta di organi, come cuori, reni e fegati, supera di gran lunga la reale disponibilità e le persone a volte aspettano anni prima di ricevere un organo. Ogni anno circa 6.000 americani muoiono per le lunghe tempistiche di attesa. L'ingegneria dei tessuti per creare organi e tessuti coltivati in laboratorio mira a colmare il divario tra la disponibilità di organi e la richiesta di trapianti. Ma, una grande sfida nell'ingegneria dei tessuti è la creazione di reti di vasi sanguigni negli organi artificiali, che funzionino come quelli naturali, dai piccoli capillari alle arterie più grandi.
I vasi sanguigni artificiali tradizionali spesso non imitano il disegno naturale necessario per riprodurre il normale funzionamento nell'organismo. Tuttavia, la nuova ricerca mostra la possibilità di utilizzare la stampa 3D del ghiaccio per creare strutture che assomigliano ai vasi sanguigni del corpo. La stampa 3D del ghiaccio prevede generalmente l'aggiunta di un flusso d'acqua a una superficie molto fredda. "Ciò che rende il nostro metodo diverso da altri tipi di stampa 3D è lasciare che l'acqua si congeli completamente durante la stampa, così che mantenga una fase liquida in cima", ha detto Yang. "Questo processo continuo, che chiamiamo 'freeform', ci aiuta a ottenere una struttura molto liscia", ha continuato Yang. "Non abbiamo l'effetto di stratificazione tipico di molte stampe 3D", ha spiegato Yang. Gli scienziati hanno anche utilizzato l'acqua pesante, una forma di acqua in cui gli atomi di idrogeno sono sostituiti dal deuterio, che conferisce all'acqua un punto di congelamento più elevato e contribuisce a creare la struttura liscia.
Queste sagome di ghiaccio stampate in 3D vengono poi incorporate in un materiale gelatinoso, il GelMA. Quando viene esposta alla luce UV, la gelatina si indurisce e il ghiaccio si scioglie, lasciando dietro di sé canali realistici per i vasi sanguigni. I ricercatori hanno dimostrato di poter introdurre cellule endoteliali, come quelle dei vasi sanguigni, nei vasi sanguigni artificiali. Le cellule sono sopravvissute sulla gelatina fino a due settimane. In futuro, i ricercatori intendono coltivare queste cellule per un periodo più lungo. Oltre al potenziale utilizzo per il trapianto di organi, Yang sottolinea che i vasi sanguigni stampati in 3D potrebbero essere utilizzati per testare gli effetti dei farmaci sui vasi sanguigni. Potrebbero anche essere rivestiti con le cellule di un paziente per vedere come le cellule rispondono a un trattamento farmacologico prima di somministrarlo al paziente. "Questo approccio innovativo potrebbe rappresentare un significativo passo avanti nella creazione di reti di vasi sanguigni complessi e realistici da utilizzare nell'ingegneria dei tessuti", ha concluso Yang.