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I ricercatori di POSTECH producono il modello del polmone artificiale facendo uso di stampa 3D

La temperatura più calda ed i fiori di fioritura segnalano l'arrivo della sorgente. Tuttavia, le preoccupazioni circa le malattie respiratorie sono egualmente sull'aumento dovuto polvere ed i virus fini. Il polmone, che è vitale alla respirazione, è piuttosto provocatorio creare artificialmente per uso sperimentale dovuto la sui struttura e thinness complessi. Recentemente, un gruppo di ricerca di POSTECH è riuscito a produrre un modello del polmone artificiale facendo uso di stampa 3D.

Il candidato Dayoon Kang del professor Sungjune Jung del dipartimento di scienza e di assistenza tecnica dei materiali e del professor Joo-Yeon Yoo e di Ph.D. del dipartimento delle scienze biologiche a POSTECH è riuscito insieme a creare un modello tridimensionale del polmone che contiene varie linee cellulari alveolari umane facendo uso del getto di inchiostro che bioprinting. Il getto di inchiostro che bioprinting sta attirando l'attenzione per permettere alla produzione dei tessuti standardizzati e paziente-su misura ed è anticipato per sostituire i modelli convenzionali della prova mentre può essere prodotto in seriee. I risultati di questo studio recentemente sono stati pubblicati nella scienza avanzata.

I polmoni umani respirano costantemente per contenere l'ossigeno necessario per attività vitale e per espellere l'anidride carbonica generata come sottoprodotto. L'ossigeno che entra nell'organismo arriva agli alveoli attraverso le gallerie di ventilazione ed è sostituito con l'anidride carbonica portata da sangue attraverso i capillari degli alveoli.

Qui, gli alveoli sono fatti di uno strato sottile delle celle epiteliali e sono circondati dai capillari sottili che imitano l'uva vuota. La membrana alveolare, tramite cui l'ossigeno ed il viaggio dell'anidride carbonica, è una struttura a tre strati di epiteliale/membrana basale/livello capillare endoteliale ed è molto leggermente per facilità del trattamento di scambio di gas. Finora, ci sono stati limitazioni esattamente nella replica degli alveoli con tale struttura sottile e complessa.

A questo, il gruppo di ricerca da costruzione un modello alveolare della barriera del tre-livello con spessore di circa 10 micrometri (μm) con il deposito ad alta definizione delle celle alveolari facendo uso di stampa del getto di inchiostro drop-on-demand1. Questo modello recentemente prodotto ha mostrato il più alto grado di simulazione confrontato ad un modello bidimensionale della coltura cellulare come pure ad un modello non strutturato tridimensionale coltivati dalla mescolanza le celle e del collageno alveolari.

Il gruppo di ricerca egualmente ha confermato che il modello alveolare di recente sviluppato della barriera ha riprodotto similmente la risposta fisiologica al livello reale del tessuto riguardo ad infettività virale ed alla risposta antivirale. Quando questo modello è stato usato come modello di infezione del virus dell'influenza, i ricercatori potevano osservare la auto-proliferazione e la risposta antivirale del virus.

Stiamo stampando le celle ed i tessuti da costruzione facendo uso del metodo bioprinting, ma questo è la prima volta nel mondo per simulare una barriera alveolare con una struttura del tre-livello di uno spessore di circa 10 μm. È egualmente la prima volta una barriera alveolare artificiale è stata infettata con un virus e una risposta antivirale fisiologica è stata osservata.„

Il professor Sungjune Jung, POSTECH

Il professor Jung aggiunto, “il tessuto artificiale prodotto questo volta può essere usato come piattaforma in anticipo per efficacia di valutazione delle droghe terapeutiche e vaccini che ricambiano i virus respiratori contagiosi - compreso il virus COVID-19 - come permette alla fabbricazione in serie e controllo di qualità come pure il montaggio dei modelli paziente-su misura di malattia.„

Source:
Journal reference:

Kang, D., et al. (2021) All‐Inkjet‐Printed 3D Alveolar Barrier Model with Physiologically Relevant Microarchitecture. Advanced Science. doi.org/10.1002/advs.202004990.