{"id":65834,"date":"2022-01-26T11:44:31","date_gmt":"2022-01-26T16:44:31","guid":{"rendered":"https:\/\/rheolution.com\/?p=65834"},"modified":"2026-09-28T17:04:47","modified_gmt":"2026-09-28T21:04:47","slug":"metodi-per-la-stampa-3d-di-impalcature-a-base-di-alginato","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/rheolution.com\/it\/articoli-rheolution\/metodi-per-la-stampa-3d-di-impalcature-a-base-di-alginato\/","title":{"rendered":"Metodi per la stampa 3D di scaffold a base di alginato"},"content":{"rendered":"\t\t
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Articolo su Rheolution<\/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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Metodi per la stampa 3D di scaffold a base di alginato<\/h1>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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della dott.ssa Dimitria Bonizol Camasao<\/a>, Senior Application Specialist presso 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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Nel primo mese del 2022 ci siamo concentrati sugli idrogel di alginato utilizzati nell’ingegneria tissutale e nelle applicazioni di somministrazione di farmaci. Come gi\u00e0 discusso nel <\/span>prima pubblicazione<\/span><\/a> su questo argomento, l’alginato <\/span> Viene comunemente usato come bio-inchiostro nella biostampa 3D per creare strutture tridimensionali (scaffold) che contengono cellule o molecole bioattive, a seconda dell\u2019applicazione. Una caratteristica particolare delle soluzioni di alginato \u00e8 la loro capacit\u00e0 di reticolarsi rapidamente (cio\u00e8 di legare tra loro le molecole) in presenza di ioni (ad esempio, Ca\u00b2\u207a), dando origine a un idrogel coeso che pu\u00f2 essere preparato in diverse forme. Inoltre, le loro propriet\u00e0 meccaniche finali possono essere regolate (almeno in una certa misura) variando i componenti utilizzati nella loro preparazione. <\/span><\/p>

Nella <\/span>seconda pubblicazione<\/span><\/a> a gennaio 2022, gli idrogel di alginato sono stati reticolati con una soluzione di CaCl\u2082 a diverse concentrazioni e con tempi crescenti. Capire il comportamento di una formulazione specifica durante la reticolazione, come il tempo di inizio e la velocit\u00e0 di gelificazione, nonch\u00e9 il potenziale rigonfiamento e restringimento legati a questo processo di gelificazione, \u00e8 fondamentale per progettare meglio gli esperimenti, soprattutto per la stampa 3D. <\/span><\/p>

Per la tecnica di stampa 3D a estrusione, sono stati sviluppati numerosi metodi per stampare strutture 3D in alginato. La soluzione di alginato ha una viscosit\u00e0 relativamente bassa e, per poterla stampare allo stato puro e poi reticolarla, serve un\u2019ottimizzazione laboriosa del protocollo. Ad esempio, i produttori di bioinchiostri dispongono di protocolli dettagliati, sviluppati per stampare i propri bioinchiostri a una concentrazione specifica, entro gli intervalli da loro consigliati per velocit\u00e0 di stampa, pressione di estrusione, dimensione dell\u2019ugello, temperatura e altri parametri. Un esempio \u00e8 l\u2019alginato utilizzato in una delle nostre note applicative<\/a> pubblicate <\/span>. Cellink ha sviluppato un dettagliato <\/span>protocollo<\/span><\/a> per la stampa del loro bio-inchiostro nelle loro stampanti 3D a estrusione. <\/span> <\/p>

Quando non c’\u00e8 un protocollo pronto all’uso per la stampa con una soluzione di alginato puro, o \u00e8 difficile da trovare, sono stati sviluppati anche altri metodi per ovviare alla sua bassa viscosit\u00e0. Tra i metodi descritti ci sono (Sezione A nella Figura 1) la reticolazione preliminare della soluzione di alginato nel cilindro della siringa con una soluzione di CaCl\u2082 per un massimo di 30 minuti prima della stampa [1,2], (Sezione B della Figura 1) l\u2019uso di un ago coassiale con l\u2019alginato e la soluzione di CaCl\u2082 rispettivamente nel guscio e nel nucleo, per una reticolazione rapida non appena escono dall\u2019ago durante il processo di stampa [3], e, cosa molto comune, (Sezione C nella Figura 1) la miscelazione con altri biomateriali come gelatina, agar, PEG e altri per migliorare la stampabilit\u00e0 immediata [4]. <\/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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Inoltre, un metodo di stampa relativamente nuovo, consigliato per migliorare la fedelt\u00e0 di stampa dei biomateriali morbidi e noto come Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels (FRESH), pu\u00f2 essere utilizzato anche per stampare strutture in alginato puro [5]. In questa tecnica (Sezione D nella Figura 1), il bio-inchiostro viene estruso in un bagno di supporto composto da un idrogel sacrificiale che lo mantiene in posizione finch\u00e9 non si gelifica. Nel caso dell\u2019alginato, il bagno di supporto dovrebbe contenere anche cloruro di calcio per innescare la reticolazione. Nel complesso, la stampa FRESH offre una combinazione impareggiabile di possibilit\u00e0 in termini di bioinchiostri, risoluzione, dimensioni e complessit\u00e0 geometrica 3D che puoi utilizzare e\/o ottenere. <\/span> <\/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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Inoltre, un metodo di stampa relativamente nuovo, consigliato per migliorare la fedelt\u00e0 di stampa dei biomateriali morbidi e noto come Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels (FRESH), pu\u00f2 essere utilizzato anche per stampare strutture in alginato puro [5]. In questa tecnica (Sezione D nella Figura 1), il bio-inchiostro viene estruso in un bagno di supporto composto da un idrogel sacrificiale che lo mantiene in posizione finch\u00e9 non si gelifica. Nel caso dell\u2019alginato, il bagno di supporto dovrebbe contenere anche cloruro di calcio per innescare la reticolazione. Nel complesso, la stampa FRESH offre una combinazione impareggiabile di possibilit\u00e0 in termini di bioinchiostri, risoluzione, dimensioni e complessit\u00e0 geometrica 3D che puoi utilizzare e\/o ottenere. <\/span> <\/span>
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Che sia puro o miscelato con altri biomateriali, l\u2019alginato conferisce allo scaffold una biocompatibilit\u00e0 intrinseca, un costo relativamente basso, una bassa tossicit\u00e0 e una gelificazione delicata e regolabile con l\u2019aggiunta di cationi bivalenti, che sono fattori importanti per l\u2019incapsulamento di cellule o molecole bioattive. <\/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
\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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Riferimenti<\/b><\/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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[1] <\/span>Freeman, F. E., & Kelly, D. J. (2017). <\/span>Regolazione della rigidit\u00e0 e della composizione dell\u2019inchiostro biologico a base di alginato per il rilascio controllato di fattori di crescita e per orientare spazialmente il destino delle MSC all\u2019interno dei tessuti biostampati<\/span><\/a>. <\/span>Scientific Reports<\/span><\/i>, <\/span>7<\/span><\/i>(1), 1-12.<\/span><\/p>

[2] <\/span>Daly, A. C., Critchley, S. E., Rencsok, E. M. e Kelly, D. J. (2016). <\/span>Un confronto tra diversi bioinchiostri per la biostampa 3D di fibrocartilagine e cartilagine ialina.<\/span><\/a> Biofabrication<\/span><\/i>, <\/span>8<\/span><\/i>(4), 045002.<\/span><\/p>

[3] Zhang, Y., Yu, Y., Chen, H. e Ozbolat, I. T. (2013). <\/span>Caratterizzazione di canali microfluidici cellulari stampabili per l\u2019ingegneria tissutale<\/span><\/a>. <\/span>Biofabbricazione<\/span><\/i>, <\/span>5<\/span><\/i>(2), 025004.<\/span><\/p>

[4] Mallakpour, S., Azadi, E. e Hussain, C. M. (2021). <\/span>Lo stato dell’arte della tecnologia di stampa 3D degli idrogel a base di alginato: una tecnica emergente per applicazioni industriali<\/span><\/a>. <\/span>Advances in Colloid and Interface Science<\/span><\/i>, 102436.<\/span><\/p>

[5] Shiwarski, D. J., Hudson, A. R., Tashman, J. W. e Feinberg, A. W. (2021). <\/span>L\u2019affermazione della stampa 3D FRESH come piattaforma per la biofabbricazione avanzata di tessuti<\/span><\/a>. <\/span>APL bioengineering<\/span><\/i>, <\/span>5<\/span><\/i>(1), 010904.<\/span><\/p>




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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 FRESH e come funziona?<\/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 FRESH e come funziona?\t\t\t<\/a>\n\t\t<\/h4>\n\t\t\t\t
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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.<\/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\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\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":"

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. 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