di S.F.
Studiare un prototipo bio-ibrido realizzato attraverso la stampa 3D per applicazioni di medicina rigenerativa e verificare la possibilità di creare un prototipo utilizzando delle cellule staminali mesenchimali estratte dal gel di Wharlon del cordone ombelicale umano e la fibrina che costituisce il bioink da usare su materiale polimerico, oltre all’avanzamento dello sviluppo di una progettazione della micro-architettura degli scaffold. Questi i principali obiettivi del progetto in corso di svolgimento ‘3D – Printing’, finanziato dalla Fondazione Carit di Terni e Narni ed esposto martedì mattina nella sala ‘Candelori’ di palazzo Montani Leoni. I risultati, per ora, sono soddisfacenti.
Il progetto si sta svolgendo presso i laboratori del professor Riccardo Calafiore – coordinatore della sezione di fisiologia clinica, cardiovascolare endocrina e metabolica del corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia della sede di Terni, referente del progetto – in collaborazione con il gruppo di lavoro del professor Federico Rossi, coordinatore del corso di laurea in ingegneria industriale di Terni e responsabile Ipass – Ingegneria per l’ambiente e lo sviluppo sostenibile – del ‘3D – Printing’. Con loro, a palazzo Montani Leoni, anche il presidente della fondazione Carit Mario Fornaci, il delegato del rettore dell’università di Perugia per il polo scientifico ternano, il professor Massimo Curini, il referente tecnico del progetto per il dipartimento di medicina, la dottoressa Pia Montanucci, e l’ingegner Andrea Presciutti, ricercatore dell’università di perugia nel settore della stampa 3D che ha curato gli aspetti tecnici-ingegneristici del progetto. Presenti in sala anche il comandante provinciale dei carabinieri Giuseppe Capasso e Giuseppe Donzelli, presidente dell’ordine dei medici-chirurghi e odontoiatri della provincia di Terni.
LA STAMPANTE 3D IN AZIONE – VIDEO
Ingegneria tissutale Un primo passo in avanti c’è stato: «Siamo in una fase embrionale. Otto-nove mesi – le parole di Calafiore – fa abbiamo iniziato il lavoro di ricerca insieme al gruppo del professor Rossi: interazione tra cellule staminali e materiali, l’idea è di utilizzare la stampante 3D per la costruzione di supporti con all’interno delle cellule con lo scopo di ricostruire tessuti, cellule e organi interi per la sostituzione di una funzione organica perduta: faccio l’esempio del diabete, dove non ci sono più le cellube beta o l’alzheimer, dove non c’è più la presenza di neuroni. E qui entra in gioco l’ingegneria tissutale». Ovvero una scienza biomedica che mira alla ‘coltivazione’ e alla ricostruzione in vitro di tessuti e organi: una delle tecniche più recenti è proprio legata al ‘bioprinting’ che, tramite l’utilizzo di software e hardware per la progettazione di strutture e schemi in 2D e 3D, punta alla produzione di tessuto ingegnerizzato da impiegare in medicina rigenerativa o per test e studi biologici-farmacologici. A riguardo è stata più volte menzionata la Wfirm (Wake Forest Institute for regenerative medicine), tra i leader mondiali per sperimentazioni e costruzioni in 3D Printing.
Il connubio «Dopo mesi di lavoro abbiamo dimostrato che è possibile avere le nostre cellule staminali ben imbricate nel biomateriale fornito dal professor Rossi: si tratta del primo mattone per costruire poi la ricerca da sviluppare nei prossimi anni». Curini ha voluto sottolineare invece come il progetto rientri «nei rapporti stretti che ci sono tra università e fondazione Carit; questa è la prima esperienza che facciamo di questo tipo, ovvero quello di trasportare i risultati parziali di un progetto a conoscenza della comunità scientifica e territoriale». In tal proposito è intervenuto nella parte finale del convegno anche Franco Moriconi, rettore dell’università di Perugia: «Voglio sottolineare l’importanza della multidisciplinarietà nel progetto in corso: ingegneria e medicina si sono unite per cercare di migliorare la salute dell’uomo».
LE INTERVISTE A RICCARDO CALAFIORE E MASSIMO CURINI – VIDEO
Internazionalità Il presidente della fondaziona Carit si è espresso in maniera entusiasta sugli studi in corso: «Un progetto ambizioso e di grande rilevanza per un duplice motivo: la sua internazionalità e, in ottica futura, per la cura del diabete. Sulla valenza di questo studio non c’è alcun dubbio e un altro fattore importante – ha concluso Fornaci – è l’unione della parte didattica/scientifica con quella di ingegneria per raggiungere lo scopo».
‘Fabbricazione’ Calafiore ha enunciato durante il suo intervento tutte le possibili opzioni di utilizzo della stampante 3D, come ad esempio in modelli di aeronautica, telecomunicazioni, hardware, business o social. Poi focus sulla medicina rigenerativa e, con lo sviluppo della ricerca, la chance futura di rigenerazione biologica dei tessuti danneggiati o persi: citate malattie quali diabete, alzheimer, parkinson, distrofia muscolare e problematiche legate a reni e fegato. «Si possono fabbricare modelli tridimensionali di organi, costrutti muscolari, tessuti cartilaginosi o pezzi di ossa». Il tutto con l’utilizzo di un inchiostro biologico, il cosiddetto bioink, sul materiale prescelto.
Prototipazione e realizzazione Federico Rossi ha quindi spiegato passo per passo l’evoluzione del proccesso, affermando che «nella stampa 3D, in un primo momento, il materiale utilizzato si fonde, per poi risolidificarsi successivamente; in origine, quindici anni fa, la stampa 3D si utilizava solo per la prototipazione, quindi si sono scoperte le sue potenzialità e si è passati anche al suo impiego per la realizzazione, ad esempio per un processo di materiale – permette una maggior finezza nella produzione – metallico. A Terni su questo aspetto abbiamo trovato terreno fertile grazie alla facoltà di ingegneria industriale». Rossi ha quindi citato il professore Saccomandi, autore degli studi sulle caratteristiche dei materiali, e ipotizzato un impiego didattico della stampante 3D, per «la creazione di organi artificiali da mettere a disposizione degli studenti di medicina».
Scaffold A fornire ulteriori chiarimenti sull’iter seguito per lo studio ci ha pensato l’ingegnere Presciutti: «Il primo step è stato di creare gli scaffold – struttura – per la coltivazione cellulare, l’identificazione del materiale da impiegare e la stampante (la Delta 20-40): questo processo permette di eliminare l’economia di scala del prodotto». Passando quindi per la creazione di reti Pla e Plc, Presciutti ha concluso il suo intervento sottolineando «la realizzazione di un sistema vascolare con struttura a sezione quadrata, un primo obiettivo raggiunto; ora siamo in procinto di depositare il bioink sullo scaffold con la stampante, visto che in precedenza era stato svolto il lavoro manualmente».
Le conclusioni Pia Montanucci ha infine concluso la parte tecnica dell’incontro: «Finora abbiamo dimostrato che ad opportune concentrazioni della sospensione cellulare e preferibilmente con alcuni materiali, l’interazione cellula-materiale non solo è possibile, ma certamente vantaggioso; in definitiva questo è il primo passo verso la costruzione di tessuti e organi artificiali bio-ibridi». In merito alle prossime mosse da effetturare, ci sarà la necessità «di procedere alla endotelizzazione dei costrutti in modo da garantire un adeguato apporto di ossigeno alle cellule, la cui caratterizzazione non potrà prescindere da tecniche bio-molecolari; inoltre l’accurata selezione del materiale per realizzare lo scaffold o il biopaper consentirà di costruire un prototipo ibrido stabile per la sperimentazione pre-clinica».
Consolidamenti e sfoghi La circostanza ha consentito a Curini e Moriconi di parlare inoltre dell’immediato futuro del polo didattico ternano: «Abbiamo cercato – ha spiegato Curini – di capire cosa si potesse fare a Terni. Dato che al momento non è possibile istituire nuovi corsi di laurea, si deve puntare sul consolidamento di quello che c’è adesso tramite la didattica e la scientifica». Un vero e proprio sfogo invece – come ammesso da Moriconi stesso – quello del rettore: «Voglio che si vada avanti nel migliore dei modi con l’università in città. C’è volontà di puntellare e consolidare tutto ciò che ci è consentito, basti pensare alle nuove cattedre ternane in riferimento a metallurgia e chimica industriale: ciò dimostra che saremo sempre attenti alle vicissitudini dell’università di Terni e ai suoi laboratori di ingegneria. Li considero molto, tanto che li vorrei anche a Perugia. Voglio bene a Terni».
