I ricercatori amber sviluppano una nuova tecnologia di bioprinting in 3D per realizzare innesti ossei alternativi

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I ricercatori dell’AMBER, il centro di scienze dei materiali sovvenzionato dalla Science Foundation Ireland, ospitato dal Trinity College di Dublino, hanno creato un processo per supportare la stampa 3D di un nuovo materiale per innesti ossei. Questa prima ricerca su scala mondiale, condotta dal Professor Daniel Kelly e recentemente pubblicata sulla rivista Advanced Healthcare Materials, potrebbe essere usata per ripristinare difetti estesi causati da resezioni di tumori, traumi, infezioni e deformazioni ossee ereditarie. La ricerca del Professor Kelly potrebbe avere inoltre diverse applicazioni per quanto riguarda la chirurgia cranio-maxillo-facciale (che comprende tutta l’area della bocca, della mandibola e del cranio) e la chirurgia ortopedica, soprattutto nei casi in cui è necessario rigenerare tessuti con geometrie complesse, come ad esempio quelli della testa, della mandibola o della spina dorsale.

cowldlls-340x211Su scala mondiale, sono 2,2 milioni gli interventi che ogni anno richiedono un innesto osseo. Ad oggi, esistono due metodologie per effettuare questo tipo di innesto. La prima è un auto-innesto, nel corso del quale l’osso di una stessa persona è trapiantato da un sito ad un altro. Questo tipo di innesto può essere piuttosto doloroso e possono verificarsi problemi presso il sito di estrazione, nel corso della guarigione. Il secondo metodo è invece un alloinnesto in cui viene trapiantato l’osso prelevato da un donatore. In questo caso le complicazioni possono comprendere morbidità del sito del donatore, scarsa disponibilità di tessuto trapiantabile e la trasmissione di malattie dal donatore al ricevente.  Il nuovo metodo di stampa 3D AMBER potrebbe sostituire le metodologie tradizionali ed eliminare queste difficoltà, consentendo la stampa di impianti più estesi e complessi. Inoltre, le proprietà meccaniche possono essere realizzate ad hoc a seconda delle applicazioni specifiche, il che significa che gli innesti ossei potrebbero essere usati in casi più complessi, come nell’area della testa e della mandibola.

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Il metodo dei ricercatori AMBER consiste nell’uso della tecnologia del bioprinting 3D, per fabbricare modelli cartilaginei che, com’è stato dimostrato, favoriscono la crescita di un organo osseo completo. Il team AMBER ha usato il bioprinting 3D per depositare diversi biomateriali e cellule staminali adulte al fine di realizzare modelli cartilaginei corrispondenti alla forma di un segmento all’interno della spina dorsale. Il team ha impiantato i modelli sottopelle, dove nel tempo sono maturati in organi ossei completamente funzionali con vasi sanguigni propri. Durante lo sviluppo scheletrico, molte delle nostre ossa si formano tramite un processo in cui i modelli cartilaginei vengono trasformati in tessuti ossei vascolarizzati e funzionanti.

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Il Professor Daniel Kelly, ricercatore presso l’AMBER e Direttore del Trinity College Centre for Bioengineering, ha detto: “Si tratta di un approccio nuovo nell’ingegneria dei tessuti e degli organi, e siamo davvero entusiasti. Il bioprinting 3D è un’area in rapida espansione nei settori dell’ingegneria dei tessuti e della medicina rigenerativa. Mentre la tecnologia è già stata usata per creare tessuti relativamente semplici come pelle, vasi sanguigni e cartilagine, la realizzazione di organi solidi più complessi e vascolarizzati, come l’organo osseo, va ben oltre le capacità delle tecnologie di bioprinting attualmente disponibili. La nostra ricerca offre una speranza concreta nel futuro di pazienti con traumi ossei complessi o con difetti estesi a seguito della rimozione di un tumore. Inoltre, questo approccio di bioprinting potrebbe essere usato anche nello sviluppo di impianti biologici di nuova generazione, per interventi di protesi del ginocchio e dell’anca. La prossima fase di questo processo ha come obiettivo il trattamento di difetti ossei estesi per poi integrare la tecnologie in una  strategia innovativa per il bioprinting di nuove ginocchia.”

Il professor Kelly ha presentato la sua ricerca durante il simposio quinquiennale del Trinity Biomedical Sciences Institute (TBSI) che si è tenuto lunedì 5 settembre, durante il quale i principali bioingegneri, ricercatori sul cancro, medici specialisti e immunologi, hanno discusso dei loro progetti di ricerca di prossima generazione. Per il programma completo dei relatori, consultare:http://www.tcd.ie/biosciences/assets/pdf/agenda_tbsi_5anniversary_draft_tb.pdf

Qui è possibile trovare un breve video del processo, https://youtu.be/NWBa8OWgApM. L’articolo scientifico completo può essere consultato qui:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.201600182/full.

 

 

 

Autore Martina Pelagallo

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