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Nuovo Bioink per la stampa 3D e la terapia proteica

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I ricercatori della Texas A&M University hanno sviluppato un bioink idrogel stampabile in 3D contenente nanoparticelle minerali in grado di fornire terapie proteiche per controllare il comportamento cellulare. Il materiale non provoca il sistema immunitario e i ricercatori sperano che possa essere utile per sostituire i tessuti danneggiati per la medicina rigenerativa.

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La stampa 3D è un metodo promettente per creare costrutti cellulari con forme e morfologie specifiche. Questi possono funzionare come impianti che permetterebbero la rigenerazione di tessuti danneggiati o mancanti. Tuttavia, le strutture di stampa 3D contenenti cellule delicate, o molecole in grado di controllare il comportamento cellulare, come le proteine del fattore di crescita, sono una sfida. Ciò richiede ai ricercatori di bilanciare le esigenze fisiologiche e la sensibilità dei materiali biologici con i vincoli fisici di un sistema di stampa 3D.

I costrutti stampati devono anche essere adatti all'impianto, nel senso che devono avere le giuste proprietà meccaniche e non devono provocare il sistema immunitario dopo l'impianto. Queste sfide hanno ispirato questo gruppo di ricercatori di Texas A&M a sviluppare un nuovo bioink per i costrutti stampati in 3D.

Il bioinchiostro contiene polietilenglicole (PEG), un componente polimerico non immunogenico, quindi particolarmente indicato per i materiali impiantabili. Tuttavia, il PEG non è generalmente applicabile alla stampa 3D, in quanto non è sufficientemente viscoso quando è in soluzione. I ricercatori hanno risolto questo problema combinando il PEG con nanoparticelle minerali, chiamate nanoclay, che hanno reso la miscela risultante più stampabile. Il bioinchiostro è iniettabile e smette rapidamente di scorrere e polimerizza una volta in posizione. Queste proprietà lo rendono particolarmente adatto per la stampa 3D.

Le strutture risultanti hanno permesso alle cellule di crescere al loro interno. La nanoclay ha anche un altro vantaggio nei costrutti - permette di incorporare proteine, come i fattori di crescita, nelle strutture per la terapia proteica a lungo termine. "Questa formulazione utilizzando nanoclay sequesters il terapeutico di interesse per l'aumento dell'attività cellulare e la proliferazione," ha detto Charles W. Peak, un ricercatore coinvolto nello studio. "Inoltre, la somministrazione prolungata della terapia bioattiva potrebbe migliorare la migrazione cellulare all'interno di impalcature stampate in 3D e può aiutare a una rapida vascolarizzazione delle impalcature"

In futuro, i ricercatori potrebbero essere in grado di stampare nuovi tessuti e organi per la medicina rigenerativa. L'identificazione dei materiali ottimali per raggiungere questo obiettivo è un importante trampolino di lancio verso questo obiettivo.