La biofabbricazione è un campo di ricerca emergente e multidisciplinare che comprende i progressi tecnologici nella tecnologia di stampa 3D.  La ricerca sulla biofabbricazione mira alla sintesi di tessuti umani e sostituti di organi per lo screening dei farmaci e il trapianto. In un nuovo articolo pubblicato su Biomaterials, i ricercatori del Trinity College di Dublino utilizzano la bioprinting 3D all’avanguardia per creare tessuti osteocondrali mirati al trattamento della perdita o del danno della cartilagine articolare a seguito dell’osteoartrite [Daly & Kelly. Biomaterials (2019).

Un sostituto per la cartilagine

Gli autori Daly e Kelly sottolineano che l’osteoartrosi è la malattia articolare più comune e la principale causa di disabilità. Infatti colpisce milioni di persone in tutto il mondo. In alternativa alla sostituzione articolare, sono in fase di sviluppo strategie per riprodurre i tessuti cartilaginei nativi e facilitare la guarigione dei tessuti. Tuttavia, le sfide nel replicare la complessa struttura delle fibre di collagene della cartilagine articolare hanno limitato la funzionalità biomeccanica dei sostituti dei tessuti.

I ricercatori propongono la sintesi di tessuti osteocondrali mediante stampa a getto d’inchiostro di cellule stromali mesenchimali (MSC) e condrociti in scaffold PCL stampati in 3D. Attraverso la deposizione localizzata di MSC  utilizzando una stampante 3D Discovery (RegenHU, Svizzera), le strutture cellulari si formano con successo e viene mostrato che si aggregano, proliferano e alla fine si fondono sulle “pareti” ìdegli scaffold in seguito alla coltura in vitro. Nel complesso, gli inserti biologicamente rilevanti sono fabbricati per consentire la rigenerazione dei tessuti e dell’interfaccia osso-cartilagine all’interno delle articolazioni.

La ricerca di nuove strategie

Gli autori studiano anche l’efficacia della coltura statica rispetto a quella dinamica per un periodo di 10 settimane. Si è infatti cercato di valutare la quantità e l’orientamento delle proteine ​​chiave della matrice extracellulare (ECM). Utilizzando la cultura dinamica, si ottiene una cartilagine articolare potenziata e una formazione ossea favorevole alle applicazioni osteocondrali.

In questo studio, l’uso del bioprinting 3D ha consentito la rapida fabbricazione di sostituti del tessuto osteocondrale anatomicamente rilevanti. Questo utilizzando più testine di stampa per controllare con precisione la deposizione di cellule di co-coltura MSC / condrociti, idrogel carico di MSC e materiale di supporto in PCL. Nuove strategie di biofabbricazione come queste stanno sfruttando le innovazioni nella stampa 3D. In futuro questi progressi consentiranno la fabbricazione di sostituti tissutali complessi e sviluppare soluzioni innovative per le sfide sanitarie.

LEGGI ANCHE – Ossa stampate in 3D tramite nuove strutture polimeriche