I ricercatori hanno progettato il modello biostampato in 3D di vasi sanguigni anatomicamente precisi, aprendo così la strada a possibili progressi e nuovi farmaci cardiovascolari.
Malattie vascolari come aneurismi e coaguli all’interno dei vasi sanguigni rappresentano il 31% dei decessi globali. Nonostante questo, i progressi dei farmaci cardiovascolari sono rallentati negli ultimi 20 anni. Perchè? Principalmente, manca efficienza nel convertire possibili trattamenti in metodi approvati. In particolare a causa della discrepanza tra gli studi che avvengono all’esterno del corpo rispetto all’interno.
Una recente ricerca mira a rimodellare le attuali metodologie per ridurre al minimo questo divario e migliorare la traducibilità di queste tecniche indirizzando la bioprinting 3D verso la medicina vascolare. Questo progetto interdisciplinare e collaborativo è stato recentemente pubblicato sulla rivista Advanced Healthcare Materials.
Stampare vasi sanguigni “perfetti” in 3D
La biostampa in 3D è una tecnica di produzione avanzata in grado di produrre strato per strato costrutti unici a forma di tessuto con cellule incorporate, rendendo più probabile che la disposizione rispecchi la composizione multicellulare nativa dei vasi sanguigni. Per progettare queste strutture è stata introdotta una gamma di bioinchiostri idrogel: tuttavia, esiste una limitazione nei bioinchiostri disponibili che possono imitare la composizione vascolare dei tessuti nativi. Gli attuali bioinchiostri mancano di un’elevata stampabilità e non sono in grado di depositare un’alta densità di cellule viventi in complesse architetture 3D, rendendo il processo meno efficace.
Per superare queste carenze, il dott. Akhilesh Gaharwar e il professor Abhishek Jain del Texas A&M hanno sviluppato un nuovo bioinchiostro nanoingegnerizzato per stampare vasi sanguigni multicellulari 3D, anatomicamente precisi. Il loro approccio offre una migliore risoluzione in tempo reale sia per la macrostruttura che per la microstruttura a livello di tessuto.
E questo non era possibile con i bioinchiostri disponibili.
Un bioinchiostro sorprendente
“Una caratteristica straordinariamente unica di questo bioinchiostro nanoingegnerizzato è che, indipendentemente dalla densità cellulare, dimostra un’elevata stampabilità. Ha la capacità di proteggere le cellule incapsulate da elevate forze di taglio nel processo di biostampa”, dice Gaharwar. “Sorprendentemente, le cellule biostampate in 3D mantengono un fenotipo sano e rimangono vitali per quasi un mese dopo la fabbricazione”.
Sfruttando queste proprietà uniche, il bioinchiostro nanoingegnerizzato viene stampato in vasi sanguigni cilindrici 3D, costituiti da co-colture viventi di cellule endoteliali e cellule muscolari lisce vascolari. Questo darà ai ricercatori l’opportunità di modellare la funzione vascolare e l’impatto della malattia.
