O nouă abordare le va permite oamenilor de ştiinţă să creeze modele de ţesuturi umane cu un grad şi mai mare de control şi complexitate.
Tehnologiile de imprimare 3D, utilizate pentru reconstruirea ţesuturilor, evoluează rapid, oferind specialiştilor în biomedicină instrumente mai eficiente pentru proiectarea şi testarea tratamentelor pentru o gamă largă de boli.
Unul dintre obiectivele acestei ramuri ştiinţifice este crearea de medii artificiale de laborator care să reproducă fidel habitatul natural al celulelor din organismul uman.
Oamenii de ştiinţă au reuşit până acum să creeze dispozitive care presupun suspendarea celulelor într-un gel între două posturi verticale, pentru a simula ţesutul cardiac, pulmonar, cutanat (al pielii) sau musculoscheletal.
Deşi această tehnică permite celulelor să se comporte ca în organism, ea nu facilitează studierea simultană a mai multor tipuri de ţesuturi.
Un control mai precis asupra compoziţiei şi aranjării spaţiale a ţesuturilor ar permite cercetătorilor să recreeze în laborator boli complexe, precum tulburările neuromusculare.
Acum, o echipă interdisciplinară de cercetători de la Universitatea Washington (UW) şi UW Medicine a dezvoltat un nou dispozitiv prin tehnologia de imprimare 3D.
Un articol publicat în revista Advanced Science detaliază cum noua platformă permite examinarea modului în care celulele răspund la semnale mecanice şi fizice, în timp ce sunt create regiuni distincte într-un ţesut fabricat în laborator prin tehnologia de imprimare 3D.
Grupul de la Institutul de Medicină Regenerativă şi Celule Stem din cadrul UW Medicine a demonstrat că dispozitivul poate reproduce conexiuni anatomice complexe, precum cele dintre os şi ligament sau dintre segmente cardiace normale şi cele afectate de fibroză.
Dispozitivul imprimat 3D este cunoscut sub numele de STOMP (Suspended Tissue Open Microfluidic Patterning). Credit; UW, 22 mai 2025
Dispozitivul STOMP are dimensiunea unui vârf de deget. Se montează pe un sistem cu două posturi, dezvoltat anterior de Laboratorul UW pentru a măsura forţa de contracţie a celulelor cardiace.
Acest mic dispozitiv conţine un canal microfluidic deschis, pentru a manipula spaţierea şi compoziţia diferitelor celule, permiţând crearea mai multor regiuni într-un singur ţesut suspendat, fără a fi nevoie de echipamente suplimentare.
Tehnologia hidrogelului de la DeForest Research Group a oferit STOMP o caracteristică suplimentară: pereţi degradabili. Specialiştii în reconstrucţia ţesuturilor pot astfel să îndepărteze marginile dispozitivului şi să păstreze intact ţesutul imprimat 3D.
Cercetătorii au testat STOMP în două experimente: unul care a comparat dinamica contracţiei dintre ţesut cardiac sănătos şi bolnav şi altul care a recreat ligamentul ce leagă un dinte de alveola sa osoasă.
„De obicei, atunci când introduci celule într-un gel 3D, ele îşi folosesc propria capacitate de contracţie pentru a atrage gelul în jurul lor, ceea ce duce la micşorarea ţesutului şi la desprinderea lui de marginile suportului. Însă nu toate celulele sunt suficient de puternice pentru a face acest lucru, iar unele materiale nu se pot adapta uşor. De aceea, faptul că dispozitivul nostru are această proprietate, de a nu adera la gel, oferă o flexibilitate mult mai mare în modul de lucru”, a explicat Nate Sniadecki, profesor de inginerie mecanică şi director interimar al Institutului UW Medicine pentru Celule Stem şi Medicină Regenerativă.
Această metodă creează noi oportunităţi pentru avansarea cercetărilor privind regenerarea ţesuturilor şi mecanismele de comunicare celulară.
Imaginea mărită a unui ligament parodontal proiectat cu ajutorul STOMP arată zonele colorate în roşu reprezentând ţesut osos. Modelul a fost creat de dr. Priti Mulimani, de la Department of Oral Health Sciences din cadrul Facultăţii de Stomatologie a UW.
