La biostampa in tre dimensioni (in inglese: 3D bioprinting) è una tecnologia che permette, tramite una stampante in 3d, di produrre tessuti e organi. La biostampa in 3D deposita un biomateriale, detto biolink, strato su strato per creare strutture tissutali che possono essere usati in campo medico. Allo stato attuale la biostampa si limita a creare tessuti e miniorgani per facilitare la ricerca farmacologica. Questa tecnologia comprende la stampa di matrici extracellulari e di cellule viventi. Inoltre il bioprinting è in grado di generare impalcature che possono essere usate per rigenerare giunture e legamenti.
Processo
La biostampa segue sostanzialmente tre passaggi: pre-bioprinting, bioprinting e post-bioprinting.
Il pre-bioprinting consiste nella creazione di un modello che successivamente la stampante creerà. Un primo passaggio comprende la biopsia dell'organo. Le tecnologie usate per il bioprinting sono la tomografia computerizzata e la risonanza magnetica. Viene poi fatta una ricostruzione tomografica e le immagini ottenute vengono inviate alla stampante. Una volta creata l'immagine, alcune cellule vengono isolate e poi moltiplicate. Queste cellule vengono mescolate con un speciale materiale che fornisce ossigeno ed altri nutrienti per tenerle vive. In alcuni processi le cellule vengono incapsulate in sfere di 500 µm di diametro. L'aggregazione di cellule non richiede un'impalcatura e si inseriscono nel tessuto tubulare.
Il secondo passo prevede che il bioink, cioè un misto di cellule, matrici e nutrienti, venga piazzato nella cartuccia e poi depositato.
La terza fase, il post-bioprinting, è necessaria per stabilizzare la struttura, altrimenti il risultato finale è a rischio. Dunque il tessuto stampato deve ricevere stimoli chimici e meccanici.
Approcci
Attualmente i ricercatori stanno studiando tre diversi metodi per ottenere organi dal bioprinting, con la biomimetica, con l'assemblamento delle cellule e con l'uso di mini-tessuti.
La biomimetica ha come scopo di creare tessuti e organi artificiali che sono identici a quelle naturali. La biomimetica richiede la duplicazione della forma, della struttura e dell'ambiente dell'organo o del tessuti. L'applicazione della biomimetica nel bioprintng comporta la creazione di identiche parti cellulari ed extracellulari dell'organo. Il tessuto deve essere replicato in scala, poi bisogna comprendere il microambiente, l'organizzazione cellulare e la matrice extracellulare.
L'auto-assemblamento si ricollega al processo di sviluppo degli organi in stato embrionale. Quando le cellule sono al loro primo sviluppo, creano autonomamente la loro impalcatura extracellulare.
Il terzo approccio consiste in una combinazione dei due precedenti. In questo caso i tessuti e gli organi sono costruiti partendo da componenti in miniatura.
Stampante
Applicazioni
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Voci correlate
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