Stampa 3D e chirurgia

La stampa in 3D di varie parti del corpo umano è già una realtà, almeno in laboratorio. Nei prossimi decenni si potrà cominciare a parlare di una eliminazione graduale delle liste di attesa per determinati tipi di trapianti e della stampa diretta degli organi, per sostituire quelli danneggiati o mancanti, senza problemi di rigetto. Vediamo a che punto è la ricerca.

Le orecchie. La Cornell University potrebbe aver trovato l’alternativa alla chirurgia tradizionale che si pratica per curare i bimbi nati con microtia, una grave malformazione dell’orecchio esterno. L’orecchio viene disegnato al computer attraverso un software, il CAD, che è usato nella progettazione industriale, creando un modello, diviso in sette parti e stampato in 3D. Questa stampa sarà un calco che verrà riempito da un gel a base di cartilagine di origine bovina, che avrà bisogno di tre mesi per “colonizzare” interamente lo stampo e permettere così il trapianto.

Dalla Washington State University invece, arriva la ricerca che ha permesso a milioni di vittime di incidenti stradali di avere delle nuove ossa. Si parte sempre dall’impalcatura, stampata con polvere di ceramica attraverso la stessa stampante utilizzata dalle industrie meccaniche per le parti metalliche dei motori elettrici. Questa parte sarà cotta in alto forno per due ore dopo aver ricevuto una copertura di materiale plastico. A raffreddamento avvenuto, tutta la struttura viene messa in coltura con cellule ossee umane, che la colonizzano in 24 ore.

Con questa tecnica è possibile rimpiazzare totalmente ossa troppo fratturate, o anche parti più piccole di un singolo osso, di cui viene presa l’impronta attraverso una risonanza magnetica.

Anche la stampa della pelle è già una realtà. Dal Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, è nato uno speciale sistema di stampa, molto simile alle stampanti a getto di inchiostro, che rilasciano diverse sostante per ogni ugello: uno per l’enzima trombina, necessario al sangue per coagulare, un altro un mix di collagene e fibrogeno, proteina sintetizzata dal fegato. Sopra a questo strato vengono stampati la parte di tessuto connettivo umano e uno strato di cheratinociti, le cellule più popolose della pelle. La forma della stampa sarà data dalla scansione approfondita della ferita, che ne individuerà con precisione la forma e lo spessore. La ricerca ora si sta muovendo per crearne una versione portatile da utilizzare “sul campo”, come in territori di guerra o luoghi di incidenti.

Le novità sulla stampa dei vasi sanguigni sono molto importanti, perché rappresentano il primo passo per la futura stampa di interi organi umani. Un team di scienziati del MIT e della Pennsylvania University, ha utilizzato un software per il controllo delle stampanti RepRap, che mettono a disposizione i progetti per costruire una stampante 3D direttamente a casa e a basso costo (qui le istruzioni). I ricercatori hanno stampato una rete di filamenti di zucchero, l’hanno ricoperta di un polimero sintetico ottenuto dal mai e hanno rivestito tutto con cellule tissutali. I vasi così ottenuti sono stati lavati con acqua per sciogliere lo zucchero all’interno. Questa tecnologia, con il tempo, porterà a produrre vasi più grandi e robusti, come le vene e le arterie e, infine, raggiungere il sogno più grande: gli organi umani.

Come i reni. La ricerca, messa a punto dallo stesso team della stampa della pelle, sta lavorando a una biostampante 3D che deposita strati su strati di cellule renali, prelevate dal paziente e coltivate in laboratorio per la moltiplicazione, su uno stampo di materiale biodegradabile. L’idea è di impiantarlo poi nel paziente e, con la graduale colonizzazione delle cellule, lo stampo si dissolverà.