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Alcuni scienziati sono riusciti a stampare un orecchio in 3D sotto la pelle di un topo usando solo luce e bioinchiostro
La bioingegneria sta facendo passi da gigante e diventa sempre più articolata e complessa. Un ulteriore esempio arriva da un nuovo studio che ha dimostrato la possibilità di costruire strati di tessuto, anche complessi, senza alcun intervento chirurgico. Un team di scienziati, infatti, utilizzando un orecchio sano come modello e partendo da una sua immagine speculare, è stato in grado di stampare l’orecchio in 3D direttamente sul dorso di un topo senza alcun taglio chirurgico.
Nello studio in questione, pubblicato lo scorso mese su Science Advances, i ricercatori hanno adoperato l’innovativa tecnologia del bioprinting 3D basato sul trattamento della luce digitale (DLP), andando anche oltre. Utilizzando il design assistito dal computer, hanno progettato più forme e immesso i dati in un dispositivo digitale che ha generato una “matrice” di raggi infrarossi.
Questi raggi penetrano nei tessuti e, in pratica, li costruiscono dall’interno.
Nel primo test effettuato, il team ha stampato in 15 secondi un singolo strato di strutture a forma di conchiglia all’esterno del corpo. Ha poi iniziato a stampare in 3D un’ampia varietà di forme.
Dopo una serie di esperimenti, ha deciso di stampare un tessuto in 3D direttamente all’interno del corpo. «È un po’ più difficile, perché il livello di ossigeno all’interno di un organismo vivente può inibire l’effetto di reticolazione, il che significa che l’inchiostro può non diventare solido», hanno spiegato i ricercatori. Ma nel giro di 20 secondi il team è riuscito a generare la forma base di un orecchio umano su un topo vivente e questo orecchio stampato in 3D ha mantenuto la sua struttura sofisticata per più di un mese.
L’importanza fondamentale di tale ricerca sta nel fatto che non necessita di interventi chirurgici.
Oggi la maggior parte dei prototipi di tessuti stampati in 3D viene realizzata all’interno di laboratori, dove gli scienziati possono controllare in modo più diretto la crescita del tessuto. Ma tutti gli approcci finora tentati richiedono comunque un intervento chirurgico. Il tessuto deve essere raccolto e inserito chirurgicamente nel punto danneggiato. L’intervento, poi, può causare danni all’impianto e ai tessuti circostanti, con la conseguenza di dover passare lunghi periodi in ospedale o dover ripetere l’operazione.
Attraverso questo nuovo approccio, invece, la luce viene usata per “attivare” le cellule del bioinchiostro e per polimerizzarlo. In questo modo è possibile stampare un nuovo tessuto direttamente su un altro, o addirittura sottopelle. Inoltre, la luce infrarossa può brillare in profondità nei tessuti. Dato che si possono regolare diversi modelli spaziali di luce per attivare il bioinchiostro in modo diverso, sia all’interno di uno strato che tra gli strati, si può dire che gli scienziati hanno usato la luce come fosse uno scalpello.
In sostanza, con questa tecnologia si possono costruire nuovi tessuti, ma si possono anche riparare tessuti danneggiati. Grazie a studi aggiuntivi, infatti, il team ha scoperto che lo stesso approccio può curare ferite gravi o lesioni muscolari. Questa, quindi, è stata la prima volta che gli scienziati sono riusciti a rigenerare i tessuti all’interno del corpo, promuovendo al contempo la guarigione delle ferite, senza alcun intervento chirurgico.
