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Tessuti e Organi Artificiali

L’ingegneria che rigenera i tessuti su misura grazie alla stampa 3D

Scritto da Isabella Maremonti

Cinque piccoli eroi, di età compresa tra i 6 e i 10 anni, hanno accettato di sottoporsi ad un intervento di ricostruzione della cartilagine del proprio orecchio affetto, purtroppo, da un disturbo congenito noto anche come Microtia (o Microzia).

La patologia si presenta di solito monolaterale, comportando una malformazione della cartilagine dell’orecchio esterno e, spesso, anche del padiglione auricolare. L’influenza sulla vita dei piccoli pazienti è senz’altro notevole se si pensa alle difficoltà che la malattia comporta in termini di corretto sviluppo del condotto uditivo, con diversi gradi di deformazione che esso può presentare, e non ultima un’importante condizione di possibile disagio estetico e, quindi, sociale. Un esempio in cartoon di un possibile grado di deformazione cartilagineo che si può raggiungere in Microtia, è illustrato nell’immagine che segue.

L’intervento di ricostruzione è avvenuto in via del tutto sperimentale, monitorandone attentamente i risultati nei 2 o 3 anni successivi all’impianto della nuova cartilagine.

L’entusiasta ricercatrice Tessa Hadlock del Massachusetts Eye and Ear Infirmary Centre di Boston, capo dell’equipe di studiosi che si è occupata della delicata operazione, si è detta molto soddisfatta del risultato ottenuto sia in termini clinici che di compliance dei piccoli pazienti. L’innovazione della ricostruzione applicata è nell’utilizzo di un campione di cartilagine prelevato direttamente dal paziente e trattato opportunamente affinché i condrociti costituenti il tessuto autologo (cioè che deriva o appartiene allo stesso organismo) riproducano esattamente la forma del padiglione auricolare. Il trattamento del campione di tessuto è consistito nella estrazione dei condrociti, le cellule che caratterizzano una cartilagine umana, facendoli espandere e crescere poi in uno scaffold ottenuto grazie ad un processo di realizzazione in stampa 3-D.

Riferendosi ad uno scaffold, si definisce un qualsiasi materiale che possa essere impiegato come supporto per la ricrescita di un tessuto umano (e non solo), in vitro oppure in vivo. Ovviamente, il materiale deve rispondere a requisiti di biocompatibilità, di proprietà meccaniche e strutturali tali da assicurare una completa ricomposizione della struttura desiderata.

Lo scaffold per la rigenerazione del padiglione auricolare è stato prodotto, come detto, con tecnica di stampante 3-D, per la quale l’inchiostro impiegato è il materiale stesso di cui si vuole far uso. In particolare, tale approccio di realizzazione, trova la sua enorme potenzialità nel fatto che il modello geometrico da seguire per la realizzazione del pezzo di materiale desiderato, viene direttamente estratto dalle informazioni provenienti dagli esami diagnostici effettuati sul paziente. Per la riproduzione della parte di interesse, l’esame diagnostico utilizzato è stato un risultato di tomografia computerizzata (TC) che ha consentito così di personalizzare in forma, dimensione e specifiche di progetto ogni singolo campione di materiale per ogni singolo paziente. Inoltre, nel nostro caso, la coltura cellulare è avvenuta sullo scaffold 3-D in vivo. Ciò significa che una volta fatti depositare i condrociti al di sopra del materiale, l’impianto è stato depositato all’ interno di una piccola cavità in prossimità dell’orecchio del bambino in modo poi da poterne monitorare lo sviluppo di crescita nel periodo successivo all’ intervento. L’evoluzione del tessuto è risultata completa e funzionalmente corretta in tutti i casi sottoposti al trattamento, come si può anche osservare nell’ immagine riportata di seguito.

Come si può osservare, è stato riportato in immagine sia il pre-operatorio che il post- operatorio dei giovani pazienti che presentavano malformazione da Microtia e che, successivamente al trattamento, presentano una totale rigenerazione del tessuto con proprietà idonee. Ogni scaffold (rappresentati in foto nella seconda colonna) presenta la personalizzazione di disegno ottenuta dall’esame del paziente, così come la caratterizzazione del tessuto autologo prelevato per estrarre i condrociti è stata effettuata con un esame istologico specifico (ultima colonna nell’immagine).

Il passo in avanti e la prospettiva futura

Finora il trapianto di orecchio è stato effettuato facendo crescere la parte da trapiantare in vivo al di sopra di una schiena di topo. La possibilità quindi di sfruttare un impianto di condrociti autologhi per poter far rigenerare cartilagine in vivo risulta essere la grande svolta del settore della ricerca nell’ingegneria dei tessuti. E’ doveroso specificare che i casi trattati richiedevano esclusivamente un intervento di tipo estetico, che non fosse teso alla risoluzione anche di eventuali problematiche di udito relative alla malattia.

Senz’altro, però, il grande passo in avanti è stato compiuto in quanto è sempre più vicino il traguardo di una medicina e di una chirurgia pensate e disegnate per il singolo paziente, di cui si personalizza il trattamento. Si auspica che in un futuro non troppo lontano, procedure come quella appena descritta, possano diventare di uso consueto perché approvate e opportunamente regolamentate dalle autorità competenti.

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Informazioni autore

Isabella Maremonti

Laureata alla triennale in Ingegneria Biomedica all'Università Federico II di Napoli, da sempre si è interessata alla medicina e alle innovazioni ad essa associate. Nutre, infatti, interesse e curiosità particolari per le discipline che abbracciano lo studio della biomeccanica e dei tessuti del corpo umano.

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Un commento

  • Complimenti per l articolo .. spero proprio che in un futuro non troppo lontano tele intervento possa essere perfezionato e diventare ruotine per il problema della microtia del quale sono affetto anch’io .

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