Una nuova svolta nella bioprinting 3D, la nascita del primo cuore stampato in 3D

Di recente, i ricercatori dell'Università di Tel Aviv in Israele hanno usato i tessuti umani per creare il primo cuore stampato in 3D al mondo, portando nuove speranze ai pazienti con insufficienza cardiaca avanzata che hanno bisogno di "cambiare cuore" per continuare la loro vita.

Dall'inizio del primo intervento chirurgico di trapianto di rene e cuore negli anni '60, la tecnologia clinica del trapianto di organi è migliorata di giorno in giorno e il tasso di successo dell'intervento è aumentato. Tuttavia, in molti paesi, il numero di camerieri e donatori di organi varia notevolmente. Anche se sei abbastanza fortunato da aspettare l'organo giusto e trapiantare con successo, il rifiuto postoperatorio rappresenterà comunque una minaccia per la vita del paziente. Nel corso degli anni, la "replicazione" completa degli organi è diventata il sogno della professione medica.

Nel 2010, la prima bio-stampante al mondo ha utilizzato cellule umane coltivate per creare i primi vasi sanguigni, rendendo possibile la stampa 3D degli organi umani. Nel 2013, un cardiologo ha completato il primo "cuore" stampato in 3D, che non solo assomiglia al cuore del paziente, ma batte anche. Tuttavia, questo "cuore" in plastica può essere utilizzato solo per studiare le procedure chirurgiche. Piuttosto, è solo un "modello di cuore".

Il cuore 3D appena stampato ha non solo cellule, ventricoli e atrio, ma anche vasi sanguigni che si incrociano. L '"inchiostro" utilizzato in questa stampa deriva dal tessuto adiposo estratto dal paziente. Tra questi, le cellule isolate diventano cellule staminali pluripotenti modificate e quindi si differenziano in cardiomiociti che costituiscono il cuore del cuore e cellule endoteliali che costituiscono i vasi sanguigni. Il componente non cellulare isolato viene trasformato in un "gel personalizzato" che funge da "cemento" che costruisce la casa, fissa la posizione della cellula e funge da matrice extracellulare per promuovere la crescita di questi "piccoli mattoni". Stabilire una connessione e infine riorganizzarsi in un organo funzionale. Poiché la "materia prima" stampata proviene dal paziente stesso, non è necessario preoccuparsi del verificarsi del rifiuto.

Tuttavia, questo cuore 3D attualmente ha solo una funzione di contrazione e i ricercatori devono approfondire la cultura, "insegnare" alle cellule del cuore a lavorare insieme per raggiungere la funzione di pompaggio e quindi eseguire esperimenti di trapianto di animali. La distanza viene realmente applicata ai trapianti di cuore umano e occorre lavorare di più. Oltre ai cardiomiociti e ai vasi sanguigni, il cuore comprende anche fibroblasti, cellule nervose, grasso, ecc. Resta da studiare come riconciliare l'ambiente di crescita di diversi tipi di cellule. Inoltre, a causa della risoluzione limitata della tecnologia di scansione cardiaca e delle stampanti, al momento non è possibile stampare tutti i vasi sanguigni nel cuore.

Il trapianto di organi comprende non solo il cuore ma anche il fegato e i reni. I ricercatori hanno cercato di "rompere le ossa più dure" nella stampa di organi.

Dai modelli medici utilizzati nell'analisi preoperatoria alle ossa in lega di titanio impiantate nel corpo umano, dalla semplice organizzazione a organi funzionalmente complessi, i ricercatori continuano a fare nuove scoperte nel campo della bioprinting e offrire nuove speranze ai pazienti.