Biostampa 3D per creare impianti direttamente all’interno dei tessuti del corpo

Grazie a una nuova tecnica guidata da ultrasuoni, impianti personalizzati e terapie mirate potranno essere realizzati direttamente nei tessuti profondi, senza approcci invasivi.

Una nuova tecnica di stampa 3D guidata da ultrasuoni potrebbe consentire la realizzazione di impianti medici direttamente all’interno del corpo umano e la somministrazione di terapie personalizzate in tessuti profondi, il tutto senza ricorrere a interventi chirurgici invasivi. È la promessa di un nuovo studio pubblicato sulla rivista Science.

Biostampa 3D e limiti di applicazione

Le tecnologie di biostampa 3D offrono un enorme potenziale per la medicina moderna, permettendo la creazione di impianti su misura, dispositivi medici complessi e tessuti ingegnerizzati personalizzati per ogni paziente. Tuttavia, la maggior parte degli approcci attuali richiede una procedura chirurgica invasiva per posizionare l’impianto. Anche se la biostampa in vivo (ovvero la “stampa 3D” dei tessuti direttamente nel corpo) rappresenta un’alternativa meno invasiva, finora è stata ostacolata da problemi come la scarsa capacità di penetrazione nei tessuti, la limitata disponibilità di bioinchiostri biocompatibili e la necessità di sistemi di stampa ad alta risoluzione con controllo preciso in tempo reale.

Stampare biomateriali direttamente
all’interno del corpo umano

Per superare questi limiti, un gruppo di scienziati del California Institute of Technology di Pasadena ha sviluppato una nuova piattaforma di stampa guidata da immagini, denominata DISP (Imaging-Guided Deep Tissue In Vivo Sound Printing). Questa tecnologia utilizza ultrasuoni focalizzati e bioinchiostri sensibili agli ultrasuoni per fabbricare con precisione biomateriali direttamente all’interno del corpo. I bioinchiostri (chiamati US-inks) sono composti da biopolimeri, agenti di contrasto per l’imaging e liposomi termosensibili contenenti agenti reticolanti, e possono essere somministrati nei tessuti bersaglio in profondità tramite iniezione o catetere. Un trasduttore a ultrasuoni focalizzati, guidato da un sistema automatizzato e da un progetto digitale predefinito, genera un riscaldamento localizzato a bassa temperatura (appena superiore a quella corporea), che rilascia l’agente reticolante e avvia la formazione immediata del gel in situ. Inoltre, i bioinchiostri e i gel risultanti possono essere personalizzati per diverse funzioni, tra cui conducibilità, rilascio localizzato di farmaci, adesione ai tessuti e capacità di imaging in tempo reale. Gli scienziati hanno già stampato con successo biomateriali funzionali e caricati con farmaci vicino a siti tumorali nella vescica di un topo e in profondità nel tessuto muscolare di un coniglio, dimostrando potenziali applicazioni nella somministrazione di farmaci, rigenerazione tissutale e bioelettronica. Ulteriori test di biocompatibilità non hanno evidenziato segni di danni o infiammazione nei tessuti e i bioinchiostri non polimerizzati sono stati eliminati dall’organismo entro una settimana, confermando la sicurezza della piattaforma.

I prossimi passi

Per poter implementare questa promettente tecnologia anche nell’uomo, i ricercatori californiani fanno presente che sarà necessario mettere a punto ulteriori miglioramenti. Sarà, quindi, necessario approfondire attraverso test accurati la relazione tra le condizioni del processo, la struttura del materiale stampato e le proprietà finali ottenute.

Fonte

      1.  Davoodi E, Li J, Ma X, Najafabadi AH, Yoo J, Lu G, Sani ES, Lee S, Montazerian H, Kim G, Williams J, Yang JW, Zeng Y, Li LS, Jin Z, Sadri B, Nia SS, Wang LV, Hsiai TK, Weiss PS, Zhou Q, Khademhosseini A, Wu D, Shapiro MG, Gao W. Imaging-guided deep tissue in vivo sound printing. Science. 2025 May 8;388(6747):616-623. 

    Articolo a carattere informativo e divulgativo. Non sostituisce il parere del medico curante.

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