{"id":65193,"date":"2022-12-06T10:18:10","date_gmt":"2022-12-06T15:18:10","guid":{"rendered":"https:\/\/rheolution.com\/?p=65193"},"modified":"2026-09-28T17:04:48","modified_gmt":"2026-09-28T21:04:48","slug":"il-potenziale-dei-prodotti-freschi-nella-bioprinting","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/rheolution.com\/it\/articoli-rheolution\/il-potenziale-dei-prodotti-freschi-nella-bioprinting\/","title":{"rendered":"Cos\u2019\u00e8 il Bioprinting FRESH e come funziona?"},"content":{"rendered":"\t\t
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Articolo su Rheolution | Dicembre 2022<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Cos\u2019\u00e8 il Bioprinting FRESH e come funziona?<\/h1>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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di Gloria Pinilla, M.Sc.<\/a>, Specialista senior per le applicazioni,Rheolution Inc.<\/p><\/div><\/div><\/div><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Hai mai fantasticato sull\u2019idea fantascientifica di curare le lesioni di un paziente in una vasca di rigenerazione galleggiante? Il fenomeno che rende possibile questa sospensione, il galleggiamento neutro, sembra aver ispirato i ricercatori nella ricerca di una soluzione per la stampa 3D con inchiostri morbidi e simili a liquidi, che avrebbero grandi difficolt\u00e0 a mantenere la fedelt\u00e0 di stampa in aria a causa delle forze di gravit\u00e0 che ne provocherebbero il collasso. Sebbene i fluidi di supporto a base acquosa, come quelli utilizzati nelle vasche di galleggiamento, non siano compatibili con gli idrogel a base acquosa ampiamente utilizzati nelle applicazioni di ingegneria tissutale, il concetto di stampa 3D all\u2019interno di un bagno di supporto si \u00e8 evoluto per ridurre al minimo gli effetti della gravit\u00e0. A questo scopo vengono utilizzati materiali simili a gel, capaci di mostrare reversibilmente comportamenti solidi e liquidi, consentendo cos\u00ec la deposizione dell\u2019idrogel al loro interno. <\/p>

Nel mese di novembre abbiamo approfondito il bioprinting FRESH (Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels), un approccio di bioprinting embedded specificamente ottimizzato per supportare la stampa di bioink morbidi, a bassa viscosit\u00e0 e con comportamento simile a quello dei liquidi, ampiamente utilizzati nelle applicazioni di ingegneria tissutale. In generale, il bioprinting 3D embedded pu\u00f2 essere concepito come un processo in cui una camera di stampa viene riempita con un materiale di supporto, all\u2019interno del quale biomateriali e cellule vengono depositati nello spazio tridimensionale mediante un estrusore a siringa. Il metodo FRESH consente quindi di stampare idrogel biologici non modificati, come il collagene di tipo I e la matrice extracellulare decellularizzata (ECM), utilizzando bioink ad alta densit\u00e0 cellulare per la fabbricazione di tessuti funzionali ingegnerizzati. <\/p>

La principale sfida ingegneristica di questo approccio consiste nello sviluppare un materiale per il bagno di supporto in grado di sostenere le strutture morbide stampate durante l\u2019estrusione e la reticolazione, consentendo al contempo un facile movimento dell\u2019ago dell\u2019estrusore attraverso il bagno di supporto durante la stampa. In particolare, dal punto di vista reologico, il materiale del bagno di supporto deve comportarsi come un solido al di sotto di una determinata soglia di sforzo di taglio applicato, ovvero lo sforzo di snervamento (yield stress), superata la quale passa da un comportamento solido a un comportamento simile a quello di un liquido.Intorno all\u2019ago, il comportamento simile a quello di un liquido del bagno di supporto (sforzo di taglio applicato superiore allo sforzo di snervamento) consente un facile movimento dell\u2019ago. Una volta che l\u2019ago si allontana, il bagno di supporto si risolidifica (sforzo di taglio applicato inferiore allo sforzo di snervamento). Lo sforzo di snervamento ottimale del bagno di supporto dipende dai materiali da stampare, dal diametro e dalla lunghezza dell\u2019ago e dai parametri di processo, come la velocit\u00e0 di stampa [1]. <\/p>

Il metodo di stampa FRESH presenta diversi vantaggi notevoli. Innanzitutto, la sua versatilit\u00e0. Anche se FRESH \u00e8 stato originariamente descritto utilizzando un bagno di supporto a base di gelatina [2], lo sviluppo di diversi tipi di bagni ha permesso di stampare materiali morbidi con la pi\u00f9 ampia gamma di meccanismi di gelificazione (Figura 1). Inoltre, dato che gli agenti reticolanti sono mescolati nel bagno, il filamento di bio-inchiostro estruso viene immediatamente esposto al liquido su tutti i lati, il che avvia rapidamente un processo di gelificazione simultaneo. Questo \u00e8 in contrasto con la stampa all\u2019aria, dove i modi per avviare la gelificazione sono limitati. In secondo luogo, il bagno di supporto offre un ambiente che previene la morte cellulare e mantiene un\u2019elevata vitalit\u00e0 cellulare durante il processo di stampa. Oltre al controllo della temperatura, la parte acquosa del bagno di supporto pu\u00f2 essere composta da terreni di coltura cellulare, fattori di crescita o qualsiasi altra biomolecola volta a proteggere la sopravvivenza delle cellule. Di conseguenza, il terzo vantaggio principale di questa tecnica \u00e8 la dimensione dei costrutti che si possono stampare. Finora, la maggior parte dei costrutti tissutali bio-stampati in 3D era relativamente piccola rispetto ai tessuti o agli organi che dovrebbero sostituire. FRESH \u00e8 gi\u00e0 stata utilizzata per creare un modello fisico del cuore umano in scala neonatale a base di collagene di tipo I, partendo dai dati di risonanza magnetica [3]. E i ricercatori affermano che questa tecnica ha il potenziale per diventare una tecnologia di produzione additiva scalabile, in grado di produrre tessuti a grandezza naturale basati sui dati anatomici specifici del paziente. <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Figura 1.<\/b> Illustrazione che mostra la versatilit\u00e0 della tecnica FRESH, che permette di stampare un\u2019ampia gamma di bioinchiostri, inclusi materiali naturali morbidi e a bassa viscosit\u00e0, oltre a materiali sintetici. Inoltre, la natura integrata della tecnica FRESH permette di stampare utilizzando percorsi di stampa strato per strato, non planari o a forma libera, per realizzare geometrie impossibili da ottenere con la stampa in aria (immagine modificata da <\/span>Shiwarsky e altri <\/span><\/i>[1]).<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Infine, la maggior parte delle attuali tecniche di bio-stampa 3D, compreso il metodo FRESH, utilizza un approccio di stampa strato per strato. Anche se il metodo FRESH di per s\u00e9 consentirebbe una vera e propria stampa a forma libera, i programmi software che permettono configurazioni di stampa non planari sono stati molto ricercati. <\/span>Nel nostro <\/span>Articolo del mese<\/span><\/a>, abbiamo parlato del fantastico lavoro svolto dal gruppo del <\/span>prof. Jonathan T. Butcher<\/span><\/a> sullo sviluppo di un nuovo com<\/span>un metodo di interpolazione che permette di suddividere modelli digitali 3D per la stampa non planare. Lo sviluppo di questo software offre una stampa pi\u00f9 flessibile e a forma libera, con il potenziale di far progredire in modo significativo il settore verso la creazione di strutture curve e sottili simili a organi, come le valvole cardiache o la trachea. <\/span><\/p>

Anche se \u00e8 stato fatto un lavoro notevole, la comunit\u00e0 ritiene che siamo solo all\u2019inizio di ci\u00f2 che la tecnica FRESH, abbinata a sofisticati strumenti software, pu\u00f2 offrire ai ricercatori nei campi dell\u2019ingegneria tissutale e della biofabbricazione 3D.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\tElastoSens\u2122 Bio\t\t\t\t\t<\/h2>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\tScopri come la nostra tecnologia misura in modo non distruttivo le propriet\u00e0 viscoelastiche dei biomateriali morbidi e dei tessuti utilizzando microvolumi di campioni\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\tScopri di pi\u00f9\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\tElastoSens\u2122 Bio\t\t\t\t\t<\/h2>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\tScopri come la nostra tecnologia misura in modo non distruttivo le propriet\u00e0 viscoelastiche dei biomateriali morbidi e dei tessuti utilizzando microvolumi di campioni\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\tCos\u2019\u00e8 il bioprinting 4D e la sua importanza in biomedicina<\/span>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
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\n\t\t\t\n\t\t\t\tCos\u2019\u00e8 il bioprinting 4D e la sua importanza in biomedicina\t\t\t<\/a>\n\t\t<\/h4>\n\t\t\t\t
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La bio-stampa 4D introduce il \u201ctempo\u201d come quarta dimensione, permettendo agli oggetti stampati di cambiare nel corso del tempo. Stimoli fisici come la luce, la temperatura o il magnetismo possono indurre delle trasformazioni. Il processo di biostampa pu\u00f2 anche consentire il rilascio mirato di farmaci attraverso variazioni di temperatura o di pH. I nano-idrogel possono fungere da vettori di farmaci, guidati da campi magnetici, e possono essere rapidamente degradati dagli enzimi. Inoltre, gli idrogel possono reagire ai segnali biologici, aiutando nel trattamento dei tumori rilasciando farmaci per poi biodegradarsi nel tempo.<\/p>

Leggi di pi\u00f9 \u00bb<\/a><\/div>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\tMetodi per la stampa 3D di scaffold a base di alginato<\/span>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
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\n\t\t\t\n\t\t\t\tMetodi per la stampa 3D di scaffold a base di alginato\t\t\t<\/a>\n\t\t<\/h4>\n\t\t\t\t
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A gennaio 2022 abbiamo studiato gli idrogel di alginato nell\u2019ingegneria tissutale e nel rilascio di farmaci. L\u2019alginato, spesso usato come bio-inchiostro nella biostampa 3D, forma idrogel con propriet\u00e0 regolabili. Abbiamo esaminato gli effetti della variazione della concentrazione di CaCl\u2082 sulla reticolazione dell\u2019alginato, fondamentale per la stampa 3D. A causa della bassa viscosit\u00e0 dell\u2019alginato, i metodi di stampa includono la pre-reticolazione con CaCl\u2082, l\u2019uso di un ago coassiale per la reticolazione immediata o la miscelazione dell\u2019alginato con altri biomateriali per migliorare la stampabilit\u00e0.<\/p>

Leggi di pi\u00f9 \u00bb<\/a><\/div>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\n\t\t\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Hai mai fantasticato sulle vasche di guarigione della fantascienza? Il principio di galleggiamento neutro su cui si basano ha ispirato una soluzione innovativa per la stampa 3D con inchiostri morbidi e simili a liquidi. La tecnica di bioprinting FRESH (Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels) \u00e8 stata sviluppata per supportare la stampa di questi materiali complessi, ideali per applicazioni di ingegneria tissutale. Il segreto risiede in un bagno di supporto appositamente progettato, in grado di sostenere le strutture morbide consentendo al contempo il movimento dell\u2019ago dell\u2019estrusore. Grazie alla sua versatilit\u00e0, all\u2019elevata vitalit\u00e0 cellulare e al potenziale per la stampa di strutture di grandi dimensioni, FRESH apre nuove possibilit\u00e0, avvicinandoci sempre pi\u00f9 al bioprinting 3D di tessuti specifici per il paziente basati su dati anatomici. 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