Un orecchio umano riprodotto con la stampa 3D
La stampa 3D ha rapidamente conquistato il settore medicale, aprendo una serie di nuove possibilità. La tecnologia consente di creare strutture complesse con una precisione senza pari, aprendo la strada a nuovi approcci in chirurgia, protesi e ingegneria tissutale. In questo senso, i ricercatori della Weill Cornell Medicine e della Cornell Engineering hanno fabbricato una replica realistica di un orecchio umano adulto utilizzando un’ingegneria tissutale avanzata e una stampante 3D. Questo studio indica il potenziale per la realizzazione di innesti con forme precise e proprietà biomeccaniche adeguate, offrendo prospettive promettenti, in particolare per gli individui con deformità congenite dell’orecchio.
Oggi molti chirurghi ricorrono a una procedura che prevede il prelievo di cartilagine dalle costole del paziente per costruire un orecchio sostitutivo. Tuttavia, questa operazione è molto spesso dolorosa e lascia cicatrici. Sebbene l’innesto risultante possa essere modellato per assomigliare all’orecchio originale, in genere non ha la stessa flessibilità. Come hanno fatto i ricercatori a riprodurre realisticamente un orecchio umano con la produzione additiva?
Il grafico dell’orecchio stampato in 3D. (Foto: Weill Cornell Medicine)
La stampa 3D rivoluziona la ricostruzione dell’orecchio
Un metodo per creare un orecchio sostitutivo più realistico prevede l’uso di condrociti, le cellule che producono la cartilagine. Il dottor Jason Spector (primario della Divisione di Chirurgia Plastica e Ricostruttiva del NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center e professore di Chirurgia Plastica presso la Weill Cornell Medicine) e i suoi colleghi hanno precedentemente utilizzato condrociti di origine animale per far crescere una struttura composta da collagene, un componente essenziale della cartilagine. Sebbene questi innesti siano cresciuti bene, con il tempo la forma distinta dell’orecchio è andata persa. Il dottor Spector spiega che: “La ricostruzione dell’orecchio richiede più interventi chirurgici e un’incredibile quantità di abilità e finezza. Questa nuova tecnologia potrebbe fornire un’opzione reale a migliaia di persone che necessitano di un intervento chirurgico per correggere le deformità dell’orecchio esterno“.
Per risolvere il problema della forma dell’orecchio, il dottor Spector e il suo team hanno utilizzato cartilagine animale sterilizzata, precedentemente trattata per prevenire le reazioni del sistema immunitario. L’hanno poi inserita in una complessa struttura di plastica progettata per imitare la forma dell’orecchio, creata con una stampante 3D sulla base dei dati di un orecchio umano. Questi pezzi di cartilagine fungono da supporto interno, aiutando a formare nuovo tessuto all’interno della struttura. Per esaminare le prestazioni delle repliche sono stati eseguiti dei test di resistenza che hanno dimostrato un’elasticità vicina a quella della cartilagine dell’orecchio umano.
I ricercatori della Weill Cornell Medicine hanno cercato di sviluppare repliche dell’orecchio stampate in 3D già nel 2013. (Foto: Weill Cornell Medicine)
Tuttavia, il materiale impiegato mancava della resistenza della cartilagine naturale, rendendola incline a lacerarsi. Il dottor Spector ha proposto una soluzione considerando l’aggiunta di condrociti, idealmente provenienti da un piccolo segmento di cartilagine dell’orecchio del ricevente. Queste cellule faciliterebbero la produzione di proteine elastiche, fondamentali per rafforzare la resistenza della cartilagine dell’orecchio. Il progetto è ancora in corso, ma i risultati sono davvero promettenti.
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