Una tecnica medica innovativa: la Biostampa 3D

Una nuova tecnica di somministrazione di farmaci e impianto di tessuti che utilizza le onde ultrasoniche e la biostampa 3D come alternativa alla chirurgia è stata sviluppata nel laboratorio di ingegneria delle cellule staminali e dei tessuti del Prof. Shulamit Levenberg presso il Technion-Israel Institute of Technology di Haifa.

Laboratorio - Immagine courtesy of Freepik

La biostampa 3D è un processo di produzione che utilizza biomateriali per fabbricare strutture che presentano le stesse caratteristiche dei tessuti naturali. Si caratterizza per l’aggiunta di cellule vive a idrogel non tossici che riproducono l’ambiente della matrice extracellulare per sostenere l’adesione, la proliferazione e la differenziazione cellulare dopo la stampa.  Il professor Shulamit Levenberg è il capo del laboratorio di ingegneria delle cellule staminali e dei tessuti presso la Facoltà di ingegneria biomedica del Technion e direttore del Centro Technion per la biostampa 3D. Ha conseguito il dottorato di ricerca presso il Weizmann Institute of Science. Questa tecnica consente la biostampa di cellule e tessuti vivi nelle profondità del corpo utilizzando l’irradiazione esterna delle onde sonore. Questo approccio elimina la necessità di procedure invasive che comportano rischi quali infezioni, danni ai tessuti e tempi di recupero prolungati. Tradizionalmente la fornitura di materiali biocompatibili per applicazioni come il rilascio localizzato di farmaci e l’innesto di tessuti richiedeva interventi chirurgici invasivi. Il nuovo metodo fornisce direttamente cellule o farmaci all’interno di un inchiostro biologico fluido nell’area interessata, tramite iniezione o cateterizzazione. Le onde sonore provenienti da un trasduttore ultrasonico esterno attivano la stampa di tessuto ingegnerizzato da quell’inchiostro, consentendo la creazione di strutture tissutali complesse senza esporre il sito a trattamento interno. Significativamente, le proprietà meccaniche degli innesti generati possono essere personalizzate per adattarsi ai tessuti bersaglio e ai tassi di rilascio del farmaco desiderati, offrendo un approccio più personalizzato agli interventi medici.

Il metodo è stato sviluppato dal ricercatore post-dottorato Lior Debbi nel laboratorio di Levenberg al Technion con Majd Machour, uno studente di dottorato nel programma MD/PhD.

Dicono che questa tecnologia potrebbe essere utilizzata in una varietà di applicazioni, secondo lo studio completo pubblicato su Small Methods. I casi d’uso dimostrati includono “consegna di cellule vitali e funzionali, somministrazione di farmaci con profili di rilascio prolungato e stampa 3D.

“Questa tecnologia promettente può spostare il paradigma per l’approccio di distribuzione locale e non invasiva del materiale in molte applicazioni cliniche”, affermano gli autori dello studio, sottolineando che presenta anche un nuovo metodo di stampa – la “stampa acustica”.

I possibili campi di applicazione medica futura possono essere sconfinati, per esempio  dal modello 3D degli organi di un paziente si potrebbe ricreare una struttura identica grazie alla biostampa,  mentre nella medicina rigenerativa vi sarebbero molteplici sbocchi per la ricreazione di ossa , pelle, cartilagine o tessuto muscolare. La biostampa potrebbe avere anche un utilizzo al di fuori della medicina , ad esempio si potrebbe utilizzare per la creazione di carne coltivata, ricreando le proprietà della carne originale ma diminuendo drasticamente l'impatto ambientale.

LUCIANO BASSANI