Scienziati sviluppano un “inchiostro” per stampare la pelle

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Stampare pelle artificiale identica in tutto e per tutto a quella naturale, da usare per trapianti permanenti: questa è la promessa di un particolare gel sviluppato dagli scienziati del Fraunhofer Institute of Interfacial Engineering and Biotechnology (IGB) di Stoccarda.

L’idea di pelle artificiale risale agli Anni ’70 quando John F. Burke, direttore dei servizi Traumatologici del Massachussets General Hospital, e Ioanni V. Yannas, un professore di chimica del MIT hanno ideato un polimero poroso a base di fibre di collagene e molecole di zucchero che facilitava lo sviluppo di nuova pelle se applicato alle ferite.

Da allora sono stati compiuti molti progressi ma la scoperta degli scienziati tedeschi apre una nuova era in quanto permetterebbe di “stampare” gli organi e i tessuti in modo totalmente automatico e soprattutto molto più preciso. Così preciso che una delle sue applicazioni potrebbe essere la produzione di tessuto vascolarizzato, cioè dotato di un suo sistema di minuscoli vasi capillari per far scorrere il sangue e i nutrimenti. L’IGB ci sta lavorando insieme ad altri partner all’interno del progetto ArtiVasc 3D e solo una volta affinata questa tecnica sarà possibile creare organi funzionanti e sempre più complessi.

Uno degli aspetti più incredibili di questo inchiostro biologico è che viene utilizzato esattamente come in una normale stampante inkjet da ufficio: l’inchiostro viene scaldato e distribuito dalle testine, controllate digitalmente per seguire un particolare schema e formare le lettere o, in questo caso, i tessuti biologici che formano gli organi.

Il liquido trasparente che gli scienziati usano come inchiostro non è altro che una “gelatina” di cellule viventi, mescolata con elementi del tessuto naturale che dovrà replicare. Come il tessuto naturale anche la gelatina deriva dal collagene (la principale proteina dei tessuti animali)  solo che questa particolare gelatina è stata modificata chimicamente in modo da restare fluida durante il processo di stampa e di solidificarsi quando viene irradiata dalla luce ultravioletta.

Una volta stesa e irradiata la gelatina forma un “idrogel”, cioè un polimero contenente grandi quantità d’acqua (come i tessuti animali) ma stabile in ambienti acquosi (cioè impermeabile) e soprattutto quando viene riscaldato fino  a 37° C, la temperatura fisiologica umana. Gli scienziati possono poi alterarne le caratteristiche biochimiche trasformandolo in cartilagine o in tessuti adiposi (quelli che compongono muscoli, nervi, vasi e membrane).

L’intero processo è simile alla litografia laser e alla litografia laser a due fotoni (entrambi considerati tipi di stampa 3D) solo che invece di resine (la prima) e nanoparticelle (la seconda) questo processo si applica alle cellule, e al posto di un laser si usano i raggi UV. Solo qualche settimana fa gli scienziati avevano usato un processo simile alla litografia laser per creare colonie batteriche a forma di solidi geometrici in modo da studiare più da vicino alcune malattie tra cui la fibrosi cistica. Si tratta di enormi passi avanti per la scienza medica, anche se ci vorranno ancora alcuni anni prima di poterne realmente beneficiare.

Trovate il press release originale sul sito del Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology (IGB) a Stoccarda

 

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