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I tessuti stampati in 3D possono tenere gli atleti in azione

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I bioscienziati si stanno avvicinando ai tessuti artificiali stampati in 3D per aiutare a guarire le ossa e le cartilagini tipicamente danneggiate nelle lesioni sportive a ginocchia, caviglie e gomiti.

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Gli scienziati della Rice University e dell'Università del Maryland hanno riportato il loro primo successo alla progettazione di impalcature che riproducono le caratteristiche fisiche del tessuto osteocondrale - in sostanza, osso duro sotto uno strato di cartilagine comprimibile che appare come la superficie liscia alle estremità di ossa lunghe.

Le lesioni a queste ossa, dalle piccole crepe ai pezzi che si rompono, possono essere dolorose e spesso fermano la carriera degli atleti nelle loro tracce. Le lesioni osteocondrali possono anche portare ad un'artrite invalidante.

La natura gradiente della cartilagine-in-osso e la sua porosità hanno reso difficile la riproduzione in laboratorio, ma gli scienziati Rice guidati dal bioingegnere Antonios Mikos e dallo studente laureato Sean Bittner hanno usato la stampa 3D per fabbricare quello che credono sarà alla fine un materiale adatto all'impianto.

I loro risultati sono riportati in Acta Biomaterialia.

"Gli atleti sono colpiti in modo sproporzionato da queste lesioni, ma possono colpire tutti", ha detto Bittner, un terzo anno di laurea in bioingegneria a Rice, un collega della National Science Foundation e autore principale del documento. "Penso che questo sarà un potente strumento per aiutare le persone con comuni lesioni sportive."

La chiave è imitare il tessuto che si trasforma gradualmente dalla cartilagine (tessuto condrale) in superficie all'osso (osteo) sottostante. Il Biomaterials Lab at Rice ha stampato un'impalcatura con miscele personalizzate di un polimero per il primo e una ceramica per il secondo con pori incorporati che avrebbero permesso alle cellule e ai vasi sanguigni del paziente di infiltrarsi nell'impianto, permettendogli di entrare a far parte dell'osso e della cartilagine naturale.

"Per la maggior parte, la composizione sarà la stessa da paziente a paziente", ha detto Bittner. "C'e' anche la porosita', cosi' che la vascolarita' possa crescere dall'osso nativo". "Non dobbiamo fabbricare noi stessi i vasi sanguigni."

Il futuro del progetto consisterà nel capire come stampare un impianto osteocondrale che si adatta perfettamente al paziente e permette all'impianto poroso di crescere e di lavorare a maglia con l'osso e la cartilagine.

Mikos ha detto che la collaborazione è un grande successo iniziale per il Center for Engineering Complex Tissues (CECT), un centro nazionale degli istituti di salute a Maryland, Rice e la Wake Forest School of Medicine che sviluppa strumenti di biostampa per affrontare questioni scientifiche di base e tradurre le nuove conoscenze nella pratica clinica.

"In questo contesto, ciò che abbiamo fatto qui ha un impatto e può portare a nuove soluzioni di medicina rigenerativa", ha detto Mikos.

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