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Il dottor James Yoo illustra lo stato dell’arte della biostampa nella medicina rigenerativa

Anche se ultimamente abbiamo parlato molto di biostampa, la nostra comprensione delle possibilità che ci offre sono ancora limitate. In effetti, se pensate che le cose siano confuse nel settore della manifattura additiva industriale, le applicazioni della stampa 3D in campo medico – anche se probabilmente ancora più promettenti – sono ancora meno chiare e difficili da classificare. Per non parlare, poi, di quelle riguardanti la bioingegneria e il settore della medicina rigenerativa.

Questo a meno che non siate uno dei principali esperti a livello mondiale del settore. Abbiamo incontrato James Yoo, Professore, direttore associato e capo scientifico presso l’istituto di medicina rigenerativa di Wake Forest (WFIRM), oltre ad essere incaricato del dipartimento di fisiologia, farmacologia e ingegneria biomedica, prima della sua partecipazione come primo relatore al prossimo Inside3Dprinting Show che si terrà a Santa Clara in California.

Le risposte chiare e precise sul suo lavoro attuale ci hanno offerto spunti interessanti sullo stato dell’arte delle tecnologie e sul futuro della stampa 3D di organi e tessuti. “Siamo un istituto concentrato sulla traslazione clinica e tutti I nostri sforzi sono mirati allo sviluppo di nuove terapie per migliorare le vite dei pazienti. Attualmente stiamo lavorando su un’ampia gamma di progetti di stampa 3D,” Ci ha detto il Dottor Yoo. “Come parte dell’Istituto di medicina rigenerativa delle forze armate, un tentativo finanziato dal governo per applicare la medicina rigenerativa alle ferite di guerra, ci stiamo concentrando sulla stampa di componenti di tessuti complessi, come muscoli, ossa, cartilagini, e la combinazione di questi tessuti, per la ricostruzione facciale e del cranio.”

Un progetto in corso molto interessante è il programma “Body on a Chip” , finanziato dalla Defense Threat Reduction Agency che unisce la biostampa alle procedure di test delle medicine. “Stiamo lavorando per stampare cuori, polmoni, vasi sanguigni e fegati in miniatura per poterli collegare in un sistema per testare gli effetti delle medicine. Questo Qha il potenziale di ridurre l’uso dei test delle medicine sugli animali. Altri progetti includono lavori per stampare tessuti ovarici e il setto nasale.

Body-on-a-Chip
WFIRM è conosciuto per il suo successo nella traslazione clinica e, nel corso degli ultimi anni, ha dimostrato che organi costruiti in laboratorio (non necessariamente stampati 3D) possono funzionare abbastanza bene nei pazienti. “Vesciche, vasi sanguigni e vie urinarie progettate a mano da noi sono state impiantate con successo. Le stampanti 3D – ha chiarito il dottor Yoo – offrono l’opportunità di scalare questo processo visto che permettono di combinare cellule e materiali con estrema precisione nella forma desiderata. Il tessuto o l’organo sostitutivo può essere progettato a computer usando le scansioni mediche del paziente.”

Il laboratorio usa diverse tecnologie di biostampa 3D e il Dottor Yoo è a conoscenza di altre tecnologie commerciali “Ci sono attualmente tre tipi principali di stampanti disponibili commercialmente che possono essere usate per depositare e modellare materiali biologici – getto d’inchiostro, micro estrusione e laser assistita. Le stampanti che usiamo a WFIRM – ci ha detto il dottor Yoo – sono state progettate e costruite in casa. Usiamo un sistema integrato che ci permette la stampa di materiali solidi e flessibili.”

Il punto chiave, proprio come nella stampa 3D “tradizionale”, sono i materiali. “Molte persone non comprendono che I biomateriali sono una scienza già da soli. Il materiale ideale deve essere non solo stampabile, ma deve essere compatibile col corpo e con la proliferazione, il supporto e la funzione cellulare. Molto importante è anche la velocità con cui il materiale si degrada nel corpo. La selezione del materiale si deve basare su proprietà meccaniche necessarie per una particolare struttura. Lavoriamo con una notevole varietà di materiali compreso il collagene e e il policaprolattore.”

Questo è lo stato dell’arte della biostampa, una scienza e un processo che promette molto e che è solo all’ inizio dell’esplorazione di quello che si potrà veramente ottenere. Alcune applicazione, come i test sulle medicine, sono già una realtà ai primi passi, mentre altre hanno ancora molta strada da percorrere. In ogni caso il dottor Yoo, come altri esperti nel campo, cono piuttosto fiduciosi che tessuti e organi più semplici saranno abbastanza in breve tempo, disponibili commercialmente. “Certamente tessuti stampati più semplici, come ossa e muscoli, saranno impiantati per primi. Nei prossimi 10 anni ci aspettiamo studi clinici per i tessuti più semplici. Il tempo necessario per stampare organi più complessi, come il rene, sarà molto più lungo.” Come tutto quello che riguarda la stampa 3D sembra solo una questione di quando.

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