Nuovo studio: bio-inchiostro a base di muco per la stampa 3D di tessuti polmonari umani

RomeLe malattie polmonari causano milioni di decessi in tutto il mondo ogni anno. I trattamenti attuali non sono molto efficaci e l'uso di animali per la ricerca non è sempre utile. Gli scienziati hanno ora sviluppato un inchiostro speciale a base di muco per stampare tessuto polmonare in 3D, come riportato in ACS Applied Bio Materials. Questo nuovo metodo potrebbe migliorare lo studio e il trattamento dei problemi polmonari.

Molte persone affette da malattie polmonari hanno bisogno di trapianti, ma i donatori sono insufficienti. I farmaci possono aiutare a controllare i sintomi, ma non curano patologie come la broncopneumopatia cronica ostruttiva e la fibrosi cistica. Testare nuovi farmaci sui roditori spesso non rivela come influenzeranno le malattie polmonari umane.

Ricercatori stanno lavorando sulla coltivazione di tessuto polmonare in laboratorio. Una tecnica utilizzata è la stampa 3D, ma identificare il bioink giusto si è rivelato difficile. Ashok Raichur e il suo team hanno fatto progressi utilizzando la mucina, una componente del muco che facilita l'adesione e la crescita delle cellule.

Componenti chiave del bioink:

• Mucina
• Mucina metacrilata (MuMA)
• Acido ialuronico
• Cellule polmonari

Il team ha iniziato miscelando il mucin con anidride metacrilica per creare MuMA. Successivamente, hanno aggiunto acido ialuronico per renderlo più denso e favorire la crescita delle cellule. Hanno poi incorporato cellule polmonari in questa miscela. Dopo aver stampato la miscela in forme di prova, l'hanno esposta a luce blu per indurire il MuMA. Questo ha generato un gel stabile e assorbente d'acqua che ha supportato la sopravvivenza delle cellule.

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Il gel aveva fori collegati che permettevano il passaggio di nutrienti e ossigeno, facilitando la crescita delle cellule e la formazione di tessuto polmonare. Le strutture stampate risultavano sicure per il corpo e si degradavano lentamente in condizioni normali. Questo le rendeva potenzialmente utili come impianti, con la possibilità che il tessuto polmonare nuovo sostituisse gradualmente l'impalcatura.

Questa tecnologia è in grado di creare modelli 3D dei polmoni per studiare le malattie e testare i trattamenti. Potrebbe rivoluzionare il modo in cui affrontiamo le malattie polmonari, permettendo ai ricercatori di esaminare tessuti polmonari simili a quelli umani anziché basarsi solo su modelli animali. Inoltre, potrebbe portare alla medicina personalizzata, dove il tessuto polmonare viene stampato per corrispondere a quello del paziente, riducendo così il rischio di rigetto dei trapianti.

L'inchiostro biologico include mucina, che aiuta a combattere i batteri e riduce il rischio di infezioni nei tessuti polmonari impiantati. L'aggiunta di acido ialuronico ha reso l'inchiostro più denso e migliorato l'adesione cellulare. Queste caratteristiche sono cruciali per un'efficace ingegneria tissutale.

I ricercatori hanno sottolineato che il loro lavoro è stato finanziato dal Dipartimento di Scienza e Tecnologia dell'India. Ciò dimostra un crescente interesse globale verso il bioingegneria applicata alla sanità. Con il progredire delle ricerche, questo metodo potrebbe essere impiegato per altri trapianti di organi e nella medicina rigenerativa.

Questo studio rappresenta un'importante innovazione. Illustra un possibile metodo per la riparazione e la rigenerazione dei polmoni. Con ulteriori ricerche, i tessuti polmonari stampati in 3D potrebbero diventare realtà, offrendo nuove speranze per chi soffre di malattie polmonari croniche.