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Nuove tecnologie bioprinting 3D per creare tessuto cardiovascolare

La malattia cardiovascolare (CVD) è la causa della morte principale universalmente, con oltre 17 milioni all'anno secondo l'organizzazione mondiale della sanità. Molti moduli di CVD sono cronici in natura, significante che peggiorano col passare del tempo. Quindi, una volta che la malattia è stata diagnosticata è importante iniziare appena possibile il trattamento per fornire i risultati pazienti positivi.

Nuove tecnologie bioprinting 3D per creare tessuto cardiovascolare
Avanzando verso 3D che bioprinting tessuto cardiovascolare. Sorgente: Malattia cardiovascolare 2020-2030„ rapporto„ di IDTechEx “(www.IDTechEx.com/CVD)

Il trattamento ideale per certi moduli di CVD severo, quali infarto cronico o l'estesa lesione del miocardio, è trapianto cardiaco. dovuto le scarsità in tessuto erogatore disponibile, questo non può essere dato a tutti i pazienti. Il tempo di attesa medio per un donatore adatto è di sei - dodici mesi in U.S.A. ed intorno uno in sei genti muore prima che possano ricevere un trapianto. C'è una chiara esigenza di un'offerta dei cuori più abbondante adatti a trapianto.

Fino a realizzare i progressi significativi per amplificare questa offerta, i cardiologi devono contare sulla tecnologia a loro disposizione. Una strategia comune all'infarto di indirizzo è di utilizzare una pompa cardiaca quale un'unità di aiuto ventricolare sinistra (LVAD). I cuori meccanizzati egualmente sono stati esplorati come opzione del trattamento per infarto cronico quando i donatori del trapianto non sono disponibili.

Le opzioni correnti del trattamento sono utili fino ad un certo punto, ma le soluzioni personali sono richieste per migliorare i risultati e la qualità di vita pazienti. Questo bisogno sta determinando lo sviluppo delle tecnologie bioprinting cardiovascolari 3D, che usano le tecniche del tipo di stampa 3D per combinare le celle ed i biomateriali per da costruzione le strutture biomimetic che ripiegano la fisiologia e la funzione naturali del tessuto.

Sviluppare un tessuto cardiaco dinamico capace di imitazione dei beni meccanici ed elettroconduttori del miocardio indigeno è risultare difficile per i ricercatori. Molte sfide stanno nel loro modo compreso, tra l'altro, la ricreazione della matrice del tessuto e la fornitura del rifornimento di ossigeno adeguato ad ogni cella.

Il successo di 3D che bioprinting dipende abilità dai ricercatori' a vascularise il tessuto. Per questo motivo, molta attenzione recentemente è stata concentrata sulla generazione di vasi sanguigni. Parecchi studi di promessa già sono stati intrapresi. Per esempio, i ricercatori all'università di California San Diego 3D hanno stampato una rete funzionale del vaso sanguigno che, impiantata una volta in mouse, fusi con le imbarcazioni di sangue animale ed era capace del trasporto del sangue. I simili risultati sono stati riferiti da Sichuan Revotek, Rice University e l'università della Pennsylvania durante gli ultimi anni.

Un'innovazione importante poichè avanziamo verso 3D che bioprinting il tessuto cardiaco è lo sviluppo delle lamiere sottili delle cellule. Terumo, un conglomerato giapponese, ha commercializzato la lamiera sottile del cuore per il trattamento di infarto nel Giappone. Per sviluppare la lamiera sottile del cuore, il tessuto del muscolo è raccolto dal cosciotto del paziente ed è coltivato in vitro. Terumo ha sviluppato una lastra grossa di cultura del tessuto che permette che le celle fluttuino fuori dalla superficie in una lamiera sottile intatta quando la temperatura è abbassata, così conservante la matrice extracellulare che è persa quando le celle sono eliminate con altri metodi.

Le tecniche cardiache di assistenza tecnica del tessuto come questa possono essere usate per creare le costruzioni funzionali capaci di ristabilire la struttura e la funzione del miocardio nocivo che segue l'infarto miocardico. Il tessuto cardiaco costruito, che viene spesso sotto forma “di toppa„, è impiantato direttamente sul tessuto della cicatrice. L'intenzione è di compensare la funzione diminuita del cuore rinforzando la sua struttura ed amplificando la sua capacità di pompare il sangue. Questo modo, ricercatori spera di diminuire l'esigenza dei trapianti, migliora il ripristino ed impedisce gli eventi successivi.

I ricercatori attraverso il mondo stanno sviluppando “le toppe cardiache„. Nel giugno 2019, l'istituto universitario imperiale Londra ha annunciato la creazione delle toppe di pollice-dimensione del tessuto del cuore che iniziano spontaneamente il bordeggiare dopo i tre giorni e cominciano imitare il tessuto maturo del cuore entro un mese. Queste toppe piombo con successo ai miglioramenti nella funzione del cuore che segue un attacco di cuore dopo soltanto quattro settimane. D'importanza, i vasi sanguigni sono sembrato formarsi all'interno della toppa dopo tale termine. I test clinici si pensano che tengano nel 2020 o 2021.

Una volta che impiantate, le toppe cardiache hanno potuto fare più appena promuovono la rigenerazione cardiaca del tessuto. Per esempio, una toppa bionica ha potuto consegnare le scosse elettriche e fungere da stimolatore cardiaco. Gli scienziati all'università di Tel Aviv egualmente hanno studiato i sensori elettronici d'integrazione nella toppa per permettere al telecontrollo dell'attività cardiaca.

Sebbene i ricercatori ancora non abbiano potuti creare un cuore artificiale completamente di funzionamento, un salto importante è stato fatto nel 2019. I ricercatori dall'università di Tel Aviv hanno rivelato il primo cuore bioprinted 3D con il tessuto umano compreso le camere, i ventricoli ed i vasi sanguigni. Per compire questa, una biopsia del tessuto adiposo dai pazienti è stata catturata per produrre le celle richieste. le toppe cardiache Paziente-specifiche sono state prodotte in primo luogo, dopo di che l'intero cuore è stato fatto. Sebbene il cuore sia capace di contratto, rimane molto lontano da essere pronto per i test clinici poichè non può ancora pompare il sangue ed è la dimensione di una ciliegia.

3D che bioprinting ha il potenziale di fornire un cuore o i vasi sanguigni ai pazienti necessitante i trapianti. Il tessuto sarebbe fatto dalle loro proprie celle, diminuenti quindi considerevole il rischio di rifiuto. Malgrado la promessa delle innovazioni recenti, la tecnologia bioprinting 3D rimane nei sui inizi ed è improbabile da trasformarsi in in un'opzione terapeutica possibile nell'immediato futuro dovuto i numerosi blocchi stradali (sia tecnico che regolatore) quei corrente fronti di taglio. Ciò cambierà una volta che la tecnologia si evolve ed i cuori e le imbarcazioni 100% possono essere costruiti efficientemente ed al disgaggio.

Per scoprire più circa le tecnologie per 3D che bioprinting il tessuto cardiovascolare, o sull'argomento della gestione della malattia cardiovascolare complessivamente, riferisca prego alla relazione di IDTechEx: “Malattia cardiovascolare 2020-2030„ disponibile sul sito Web di IDTechEx a www.IDTechEx.com/CVD.

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