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giovedì, 1 Ottobre, 2020

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Stampante 3D di zucchero per realizzare organi e tessuti

Gli ingegneri dell’Università dell’Illinois hanno creato una stampante 3D in grado di realizzare strutture biologiche dettagliate grazie all’utilizzo dello zucchero.

Esistono già altre stampanti 3D in grado di lavorare con lo zucchero. Tuttavia, a differenza degli stampanti commerciali tipici, viene utilizzato l’isomalto, un sostituto dello zucchero derivato dalle barbabietole e comunemente usato nelle pastiglie per la gola.

La macchina stampa a forma libera. Lo zucchero si indurisce nell’aria mentre stampa Ph: news.illinois.edu

 

Come funziona?

Una volta fuso e stampato, le strutture zuccherine si raffreddano e si solidificano, creando così un robusto scheletro particolarmente utile nella produzione di dispositivi in campi come l’ingegneria biomedica o la ricerca sul cancro.

“Questo è un ottimo modo per creare forme attorno alle quali possiamo modellare materiali morbidi o far crescere cellule e tessuti, con un’impalcatura che successivamente si dissolve”, ha detto Rohit Bhargava, professore di bioingegneria e direttore del Cancer Center dell’Illinois .

 

Un coniglio stampato in 3-D con zucchero isomalto mescolato con un colorante rosso incandescente
Ph:news.illinois.edu

La stampante con lo zucchero però può essere complicata quando si tenta di stampare scheletri per la crescita del tessuto cardiaco. Se si utilizza troppa pressione, il risultato risulterà senza forma. Con troppo calore si cristallizza o brucia. Per fortuna, l’isomalto è meno soggetto alla cristallizzazione rispetto allo zucchero tipico e resiste allo scolorimento quando si scioglie.

Dopo aver coltivato il tessuto attorno a un’impalcatura di zucchero stampato, lo zucchero si dissolve, lasciando una struttura organica autosufficiente, cosa impossibile da realizzare con una stampa tradizionale 3D. Questa serie di tubi e tunnel collegati possono essere successivamente utilizzati come vasi sanguigni per trasportare sostanze nutritive, o per creare canali in determinati dispositivi medici.

 

Nuove applicazioni per la medicina

“Una possibile applicazione è quella di accrescere i tessuti o studiare i tumori in laboratorio. Le colture cellulari vengono solitamente effettuate su dei piatti. Questo ci dà alcune caratteristiche delle cellule, ma non è un modo molto dinamico per vedere come un sistema funzioni effettivamente nel corpo. Nel corpo ci sono forme ben definite, e forma e funzione sono strettamente correlate. ”

Rohit Bhargava, professor of bioengineering (sinistra) and Matt Melber, graduate student.
Ph: news.illinois.edu

Il team spera di sviluppare rivestimenti speciali per controllare quando e quanto velocemente le strutture si dissolvono, in modo simile ai rivestimenti che circondano la medicina nelle pillole.

Anche se potrebbe passare ancora un po’ di tempo prima che le impalcature di zucchero vengano utilizzati per stampare in 3D organi umani o in dispositivi medici a base di idrogel, la tecnologia è promettente e segna un’altra dolce vittoria per il futuro della medicina.

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Milena Amiconihttp://science.closeupengineering.it
Studente di "Scienze e tecnologie chimiche" presso l' "Università degli Studi di Milano-Bicocca".