Vital3D va verso la medicina del futuro con il 3D Bioprinting di organi

L’uso del 3D Bioprinting o biostampa 3D nel campo della medicina rigenerativa è in costante crescita. Sempre più aziende stanno sviluppando le proprie soluzioni di produzione additiva per creare organi e tessuti su misura per le esigenze dei singoli pazienti. In quest’ottica, l’azienda biotecnologica Vital3D offre soluzioni avanzate per la ricerca medica, la scoperta di farmaci e la medicina rigenerativa. In che modo? Utilizzando tecnologie di 3D bioprinting all’avanguardia (come la polimerizzazione a due fotoni) per dare vita al futuro della medicina attraverso il trattamento personalizzato dei pazienti. Abbiamo parlato con il CEO dell’azienda per saperne di più sui loro sistemi di produzione e sulla loro visione dello stato attuale della stampa 3D nel settore medicale.

3DN: Può presentarsi e raccontarci come si è avvicinato alla stampa 3D?

Sono Vidmantas Sakalys, CEO di Vital3D Technologies. Con una formazione in ingegneria informatica, ho un’esperienza pratica di oltre 20 anni nella gestione di diverse aziende IT. In seguito, il destino ha deciso di darmi la possibilità di conoscere il settore della microfabbricazione laser e ora lavoro con le innovazioni della fotonica da più di 10 anni. I laser sono ottimi per la stampa 3D di modelli che richiedono una precisione molto elevata. Pertanto, la conoscenza della produzione basata sul laser mi ha portato nel campo del 3D bioprinting.

Vidmantas Sakalys, CEO di Vital3D.

3DN: Cos’è Vital3D e come è nata l’idea di creare l’azienda?

Vital3D è un’azienda biotecnologica all’avanguardia con sede in Lituania, dedicata all’innovazione di soluzioni avanzate nella ricerca medica, nella scoperta di farmaci e nella medicina rigenerativa. Fondata nel 2021, il team di esperti di Vital3D ha introdotto un’innovativa tecnologia di 3D bioprinting volta a colmare il divario tra domanda e offerta di organi, specializzandosi nella stampa 3D di organi umani, in particolare del rene. Con uno staff di 10 persone, abbiamo esperti di laser, biotecnologia, programmazione software e ingegneria meccanica.

Avendo perso uno dei miei mentori a causa di un tumore all’apparato urinario mentre lavoravo in una precedente startup, ho sempre desiderato creare una tecnologia per aiutare a combattere questo tipo di malattia. Insieme a un collega esperto in tecnologia laser, abbiamo pensato che la luce potesse essere uno strumento perfetto per le scienze della vita: potevamo usarla per stampare nuovi organi umani per affrontare situazioni come quelle del mio mentore? Così, alla fine del 2021, è nata l’idea della biostampante 3D per stampare reni.

Offriamo la stampante 3D Vital Light come dispositivo per gli istituti di ricerca che operano nel campo delle scienze della vita. Allo stesso tempo, offriamo la “stampa come servizio” per la creazione di dispositivi medici, tessuti e organi. La nostra visione è quella di diventare fornitori di servizi per la stampa 3D di tessuti e organi.

3DN: Come funziona la vostra tecnologia di 3D bioprinting e quali sono le sue applicazioni?

Il processo di bioprinting di Vital3D si basa sull’uso della luce laser. Questo processo utilizza una sorgente luminosa diretta sul bio-inchiostro fotosensibile per indurire il materiale. La struttura stampata sorge dalla vasca di bioinchiostro. Immaginate di disegnare un quadro con la penna, colorando pezzo per pezzo l’intera immagine. Ora immaginate di dover dipingere l’intera parete: con la matita ci mettereste una vita. Per dipingere più velocemente, possiamo usare un pennello più largo per colorare aree più ampie. Questa è l’essenza della tecnologia di manipolazione dinamica della luce di Vital3D chiamata FemtoBrush. La forma del raggio laser cambia di volta in volta per diventare matita, pennello o assumere forme più sofisticate come l’ellisse.

Stent creato con la tecnologia Vital3D.

Introducendo questa innovazione nella bioprinting basata sulla luce, speriamo di affrontare la sfida della vascolarizzazione nella stampa di organi. La penna può essere piccola fino a 1 micron, per stampare la vascolarizzazione più piccola, e il passaggio alla modalità pennello contribuirà ad accelerare il processo di stampa di centinaia di volte, per consentire la stampa dell’intero rene in 24 ore.

3DN: Quali sono i principali vantaggi della stampa 3D e quali sono le limitazioni?

Il 3D bioprinting degli organi è un campo della medicina in rapida evoluzione, ma non ha ancora raggiunto il punto in cui è possibile stampare organi umani completamente funzionali e trapiantabili. Sebbene vi siano notizie di tessuti biostampati trapiantati con successo negli animali, il salto verso il trapianto umano è ancora lontano.

La complessa biologia del trapianto di organi, la necessità di compatibilità e la funzionalità a lungo termine sono le sfide su cui i ricercatori stanno ancora lavorando. La vascolarizzazione (creazione di vasi sanguigni) dei tessuti biostampati rimane una sfida importante. Senza una rete vascolare funzionale, è difficile mantenere vivi e funzionali gli organi stampati in 3D.

Cosa possiamo già stampare in 3D? Modelli di tessuti e organi, organoidi (in miniatura), modelli chirurgici, impianti dentali e su misura, protesi, apparecchi acustici, dispositivi per la somministrazione di farmaci, strumenti chirurgici personalizzati e infine guide specifiche per il paziente.

3DN: Come vede il futuro del 3D bioprinting in campo medicale?

Sebbene la visione a lungo termine di stampare qualsiasi parte di un essere umano sia interessante, è probabile che si tratti di un processo graduale che si evolverà nel corso di molti anni. La maggior parte dei ricercatori che operano nel settore concorda sul fatto che 15-20 anni sono un arco di tempo ragionevole per la comparsa del primo organo umano biostampato in 3D su scala reale. Con il progredire della tecnologia e l’approfondimento delle conoscenze biologiche, è possibile che in futuro una gamma più ampia di parti del corpo umano, da organi complessi a tessuti intricati, sia accessibile per la stampa 3D e il trapianto. Immagino che il bioprinting sarà in grado di estendere la durata della vita umana, rendendo più piacevole la seconda parte della nostra vita.

Il sistema di bioprinting di Vital3D consente la creazione di modelli multipli per la medicina personalizzata.

3DN: Qualche ultima parola per i lettori?

L’uso di biostampanti in campo medico rappresenta un cambiamento promettente ed etico, non solo nei trapianti, ma anche nella ricerca sulle malattie e nello sviluppo di farmaci. La stampa di modelli di organoidi o di organi su chip e di tessuti può creare modelli più umani (rispetto agli attuali modelli animali) e aumentare l’accuratezza e l’efficienza del processo di ricerca, portando in ultima analisi a ulteriori progressi nel campo della medicina. Attualmente, lo sviluppo di modelli organo su chip sta vivendo una crescita esponenziale, suggerendo un futuro promettente per l’adattamento attivo di questa tecnologia alla ricerca.

Man mano che le innovazioni tecnologiche continueranno a migliorare la riproducibilità, la complessità e la scalabilità dei modelli organ-on-chip, i ricercatori potranno contare su una serie di strumenti sempre più raffinati per comprendere la fisiologia e la patologia umana. Questi progressi potrebbero non solo rivoluzionare la nostra comprensione delle malattie a livello cellulare e molecolare, ma anche ridurre significativamente il ricorso ai tradizionali metodi di sperimentazione animale, inaugurando una nuova era di approcci più umani ed efficienti nella scienza biomedica. Ulteriori informazioni sono disponibili sul sito web di Vital3D: QUI.

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*Crediti per tutte le foto: Vital3D