Il tessuto bio si stampa in 3D

Usare una stampante 3D per produrre materiale artificiale simile ai tessuti biologici da usare nel campo della medicina rigenerativa. È quanto propongono gli autori di uno studio effettuato presso l’Università di Oxford e pubblicato su Science. I ricercatori hanno costruito una stampante tridimensionale in grado di produrre un materiale che ha la consistenza di una gomma morbida ma che in realtà è costituito da strati di goccioline di acqua assemblate in una rete ordinata e separati da una sottile membrana lipidica. Le micro-strutture stampate si comportano come cellule e tessuti viventi, muovendosi come un muscolo o trasmettendo segnali elettrici come fanno le cellule nervose, e potrebbero essere usate per riparare organi e tessuti danneggiati.

I tessuti artificiali sono stati prodotti usando una stampante 3D che inietta singole goccioline di acqua della dimensione di 65 pl (un millesimo di millilitro) in una soluzione di olio contenente lipidi. Le goccioline assumono una disposizione geometrica e formano una sorta di rete ai due lati delle membrane lipidiche. Il materiale ottenuto ha la consistenza simile a quella del lattice, è stabile e può essere modificato per assumere funzioni diverse. Per esempio, usando goccioline di acqua con caratteristiche organolettiche diverse, i ricercatori hanno stampato una struttura a forma di fiore con quattro petali, in cui gli strati al di sotto della membrana avevano una concentrazione salina più alta rispetto a quelli superiori. Il movimento dell’acqua verso le zone meno concentrate faceva curvare la struttura e chiudere i petali del fiore. Inoltre, la forza di coesione tra le goccioline di acqua e la membrana lipidica fa sì che la struttura sia in grado di riassumere la sua forma originale dopo essere stata modificata, allo stesso modo dei muscoli del corpo.

Secondo gli autori le applicazioni delle stampanti 3D nella medicina rigenerativa e nell’ingegneria tissutale sono molteplici: le reti di lattice potrebbero essere ingegnerizzate per interagire con strutture fisiologiche tipo tessuti e organi danneggiati. Ma c’è di più: oltre a fungere da supporto strutturale, i tessuti artificiali potrebbero essere “arricchiti” tramite l’introduzione di proteine presenti normalmente nelle cellule. Per esempio, utilizzando l’emolisina, una proteina di origine batterica che forma pori nella membrana, gli scienziati hanno stampato una struttura in grado di trasmettere un segnale elettrico alle altre goccioline. Una funzione, questa, che ricorda la tramissione dei segnali elettrici tra i neuroni del sistema nervoso in un organismo vivente.

Riferimenti: Science doi:10.1126/science.1229495

Credits immagine: Gabriel Villar, Alexander D. Graham e Hagan Bayley (University of Oxford)