Il robot che stampa cellule vive direttamente nel corpo umano

Author: Wired

Minuscolo e flessibile. Sono queste le caratteristiche principali del nuovo robot appena sviluppato dai ricercatori della University of New South Wales, di Sidney, che potrebbe essere utilizzato per la stampa 3D di cellule in situ, ovvero direttamente all’interno corpo umano. Il prototipo, chiamato F3DB, si è infatti dimostrato capace di essere inserito nel corpo proprio come un endoscopio e fornire direttamente biomateriali sulla superficie di organi e tessuti. Come raccontano i ricercatori sulle pagine della rivista Advanced Science, con un ulteriore sviluppo la nuova tecnologia potrebbe presto essere utilizzata dai professionisti per accedere ad aree difficili da raggiungere all’interno del corpo umano attraverso piccole incisioni cutanee.

Come funziona la stampa

Ricordiamo che la biostampa 3D è un processo mediante il quale le parti biomediche vengono fabbricate con il cosiddetto bio-ink (paragonabile all’inchiostro delle stampanti normali) per costruire, appunto, strutture naturali simili ai tessuti. Viene utilizzata prevalentemente per scopi di ricerca, come lo sviluppo di farmaci, e solitamente è necessario utilizzare ingombranti e costose macchine di stampa 3D per produrre strutture cellulari al di fuori del corpo. In questo caso, invece, il nuovo robot, piccolo quanto un endoscopio (11-13 mm), è dotato di una testina, manovrabile in tre direzioni e che può stampare all’interno del corpo, montata all’estremità di un lungo e flessibile braccio robotico, che può essere controllato dall’esterno.

I test dei ricercatori

Testandolo prima all’interno di un colon artificiale, e poi sulla superficie del rene di un maiale, i ricercatori hanno osservato come il loro dispositivo riuscisse stampare biomateriali multistrato di dimensioni e forme diverse in aree ristrette e difficili da raggiungere, grazie al suo braccio flessibile. Sarebbe, quindi, uno strumento fondamentale per la ricostruzione di ferite all’interno del corpo, come lesioni della parete gastrica o danni all’interno del colon. “Finora le tecniche di bioprinting 3D richiedono che i biomateriali siano realizzati al di fuori del corpo e il loro impianto in una persona di solito comporta un intervento chirurgico invasivo, che aumenta i rischi di infezione”, ha affermato Thanh Nho Do, autore della ricerca.“La nostra biostampante 3D permette ai biomateriali di essere stampati direttamente nei tessuti o negli organi bersaglio con un approccio minimamente invasivo”.

Per dimostrare ulteriormente le potenzialità del nuovo dispositivo, i ricercatori hanno testato la vitalità cellulare del biomateriale appena stampato. Dalle analisi è emerso chiaramente che le cellule non sono state minimamente influenzate dal processo. Non solo: oltre ad essere vive, hanno continuato a crescere per i successivi sette giorni, raggiungendo un numero di quattro volte superiore dal momento della stampa. 

Le possibili applicazioni

Il team ha anche dimostrato come l’F3DB potrebbe potenzialmente essere utilizzato come strumento chirurgico endoscopico all-in-one, ossia in grado di svolgere contemporaneamente più funzioni. Potrebbe, per esempio, essere particolarmente importante per rimuovere alcuni tumori, in particolare il cancro del colon retto, attraverso una tecnica nota come dissezione endoscopica sottomucosa: mentre l’ugello della testina di stampa fungerebbe come una sorta di bisturi elettrico per segnare prima e tagliare poi le lesioni cancerose, la stampa 3D immediata del biomateriale potrebbe portare a una guarigione più rapida. “Rispetto agli strumenti chirurgici endoscopici esistenti, l’F3DB è stato progettato come uno strumento endoscopico all-in-one, che esclude quindi l’uso di altri strumenti che sono normalmente associati a tempi procedurali più lunghi e rischi di infezione”, ha concluso il co-autore Mai Thanh Thai.