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Le parti del rene stampate in 3D si sono appena avvicinate alla realtà
Utilizzando la stampa 3D, gli scienziati hanno creato tubi minuscoli e intricati che funzionano come componenti chiave dei reni reali.
Sono necessari molti altri passaggi prima di poter realizzare parti di ricambio di reni artificiali, ma il risultato è importante perché significa che per la prima volta i ricercatori hanno utilizzato la stampa 3D per creare tessuto renale che funzioni come quello reale. Gli inventori affermano che a breve termine il tessuto artificiale potrebbe essere utilizzato al di fuori del corpo per assistere le persone che hanno perso la funzione renale e per testare la tossicità di nuovi farmaci.
I ricercatori hanno cercato di creare reni artificiali per più di 20 anni, ma ricreare la complessa struttura tridimensionale e l'architettura cellulare di un rene, che sono cruciali per la sua funzione, è estremamente impegnativo. Tuttavia, la necessità è urgente. All'incirca 10 per cento del mondo popolazione soffre di malattie renali croniche. Per rimanere in vita, milioni di persone dipendono dalla dialisi, una procedura che richiede tempo e fisicamente impegnativa in cui il sangue viene rimosso, fatto passare attraverso un dispositivo di filtraggio e restituito al corpo. Ma le macchine per dialisi non sono efficaci quanto i reni. E mentre circa 16.000 persone ricevono trapianti di rene ogni anno negli Stati Uniti, altre 100.000 sono in attesa di donazioni.
Utilizzando una 'biostampante' 3D, i ricercatori sono stati in grado di imitare la struttura di un'importante parte del rene.
Il nuovo tessuto renale stampato in 3D è opera del Laboratorio Jennifer Lewis ad Harvard, che ha sviluppato un approccio innovativo alla biostampa dei tessuti. La tecnica consente ai ricercatori di stampare strutture complesse che si trovano in diversi tipi di tessuto umano, nonché i sistemi vascolari necessari per mantenere in vita tale tessuto. Il metodo di stampa utilizza più tipi di inchiostri gelatinosi. Dopo la stampa, i ricercatori rimuovono uno degli inchiostri, lasciando tubi cavi. Quindi aggiungono cellule, che maturano in tessuto.
Prove di laboratorio mostrano che il tessuto ingegnerizzato dimostra una reale funzione renale a un livello che non è stato raggiunto prima, affermano i ricercatori. In particolare, sono stati in grado di fare del tubulo prossimale, un componente di un nefrone, l'unità funzionale di base del rene. I nefroni filtrano il sangue, conservando le sostanze utili per il corpo ed espellendo il resto. Se gli scienziati potessero costruire un nefrone, in teoria potrebbero costruire reni, ma ciò richiederà lo sviluppo di diverse parti aggiuntive interconnesse, che probabilmente richiederanno molti più anni.
Tuttavia, questa particolare parte del nefrone svolge un ruolo chiave nel processo di riassorbimento dei nutrienti, quindi il tessuto stampato potrebbe essere utile dal punto di vista medico, afferma Lewis, scienziato dei materiali e professore di ingegneria biologicamente ispirata ad Harvard. Per prima cosa, tale tessuto potrebbe essere utilizzato per testare potenziali farmaci; circa il 20 per cento dei farmaci nei test umani in fase avanzata falliscono perché sono tossici per i reni. Il tessuto artificiale potrebbe anche essere utilizzato in un dispositivo esterno al corpo per assistere nella dialisi renale. Lo sviluppo di un dispositivo del genere richiederà almeno alcuni anni, afferma.
(Leggi di più: 10 tecnologie rivoluzionarie: stampa 3-D su microscala, gli organi artificiali possono finalmente ottenere un afflusso di sangue)