04 marzo 2024 (Notizie Nanowerk) Il tessuto adiposo detiene la chiave per stampare in 3D la pelle vivente a strati e potenzialmente i follicoli piliferi, secondo i ricercatori che recentemente hanno sfruttato le cellule di grasso e le strutture di supporto del tessuto umano procurato clinicamente per correggere con precisione le lesioni nei ratti. Il progresso potrebbe avere implicazioni per la chirurgia ricostruttiva del viso e persino per i trattamenti per la crescita dei capelli negli esseri umani. I risultati del team pubblicati in Materiali bioattivi (“Il bioprinting intraoperatorio di cellule staminali umane derivate dal tessuto adiposo e di matrice extracellulare induce crescite simili ai follicoli piliferi e la formazione di tessuto adiposo durante la ricostruzione della pelle craniomaxillofacciale a tutto spessore”). Gli Stati Uniti L’Ufficio Brevetti e Marchi ha concesso al team un brevetto a febbraio per la tecnologia di bioprinting sviluppata e utilizzata in questo studio. “La chirurgia ricostruttiva per correggere traumi al viso o alla testa dovuti a lesioni o malattie è solitamente imperfetta e provoca cicatrici o perdita permanente di capelli”, ha affermato Ibrahim T. Ozbolat, professore di ingegneria e meccanica, di ingegneria biomedica e di neurochirurgia alla Penn State, che ha guidato la collaborazione internazionale che ha condotto il lavoro. “Con questo lavoro, dimostriamo che la pelle biostampata a tutto spessore ha il potenziale per far crescere i peli nei ratti. Questo è un passo avanti verso la possibilità di ottenere una ricostruzione della testa e del viso più naturale ed esteticamente gradevole negli esseri umani”. Mentre gli scienziati hanno precedentemente biostampato in 3D strati sottili di pelle, Ozbolat e il suo team sono i primi a stampare in modo intraoperatorio un sistema vivente completo di più strati di pelle, compreso lo strato più inferiore o ipoderma. Il termine intraoperatorio si riferisce alla capacità di stampare il tessuto durante l'intervento chirurgico, il che significa che l'approccio può essere utilizzato per riparare più immediatamente e senza soluzione di continuità la pelle danneggiata, hanno affermato i ricercatori. Lo strato superiore, l'epidermide che funge da pelle visibile, si forma da solo con il supporto dello strato intermedio, quindi non richiede stampa. L'ipoderma, costituito da tessuto connettivo e grasso, fornisce struttura e supporto al cranio. "L'ipoderma è direttamente coinvolto nel processo attraverso il quale le cellule staminali diventano grasso", ha detto Ozbolat. “Questo processo è fondamentale per diversi processi vitali, inclusa la guarigione delle ferite. Ha anche un ruolo nel ciclo del follicolo pilifero, in particolare nel facilitare la crescita dei capelli. I ricercatori hanno iniziato con il tessuto adiposo umano ottenuto da pazienti sottoposti a intervento chirurgico presso la Penn State Health Milton S. Centro medico Hershey. Collaboratore Dino J. Ravnic, professore associato di chirurgia presso la Divisione di Chirurgia Plastica del Penn State College of Medicine, ha guidato il suo laboratorio nell'ottenere il grasso per l'estrazione della matrice extracellulare – la rete di molecole e proteine ​​che fornisce struttura e stabilità al tessuto – per renderlo un componente del bioinchiostro. Il team di Ravnic ha anche ottenuto cellule staminali, che hanno il potenziale per maturare in diversi tipi di cellule se fornito l'ambiente corretto, dal tessuto adiposo per creare un altro componente del bioinchiostro. Ciascun componente è stato caricato in uno dei tre scomparti della biostampante. Il terzo compartimento è stato riempito con una soluzione coagulante che aiuta gli altri componenti a legarsi correttamente al sito leso. "I tre compartimenti ci permettono di co-stampare la miscela matrice-fibrinogeno insieme alle cellule staminali con un controllo preciso", ha detto Ozbolat. "Abbiamo stampato direttamente nel sito della lesione con l'obiettivo di formare l'ipoderma, che aiuta nella guarigione delle ferite, nella generazione di follicoli piliferi, nella regolazione della temperatura e altro ancora." Hanno raggiunto sia lo strato dell'ipoderma che quello del derma, con l'epidermide che si è formata da sola entro due settimane. "Abbiamo condotto tre serie di studi sui ratti per comprendere meglio il ruolo della matrice adiposa e abbiamo scoperto che la consegna congiunta della matrice e delle cellule staminali era cruciale per la formazione ipodermica", ha detto Ozbolat. "Non funziona in modo efficace solo con le cellule o solo con la matrice: deve funzionare contemporaneamente." Hanno anche scoperto che l’ipoderma conteneva escrescenze, lo stadio iniziale della formazione precoce del follicolo pilifero. Secondo i ricercatori, anche se le cellule adipose non contribuiscono direttamente alla struttura cellulare dei follicoli piliferi, sono coinvolte nella loro regolazione e mantenimento. "Nei nostri esperimenti, le cellule adipose potrebbero aver alterato la matrice extracellulare per supportare maggiormente la formazione della crescita verso il basso", ha detto Ozbolat. “Stiamo lavorando per portare avanti questo processo, per far maturare i follicoli piliferi con densità, direzionalità e crescita controllate”. Secondo Ozbolat, la capacità di far crescere con precisione i capelli in siti feriti o malati di trauma può limitare il modo in cui può apparire la chirurgia ricostruttiva naturale. Ha detto che questo lavoro offre un “percorso promettente”, soprattutto in combinazione con altri progetti del suo laboratorio che coinvolgono la stampa di ossa e lo studio di come abbinare la pigmentazione su una gamma di tonalità della pelle. “Crediamo che questo potrebbe essere applicato in dermatologia, trapianti di capelli e interventi di chirurgia plastica e ricostruttiva – potrebbe portare a un risultato molto più estetico”, ha detto Ozbolat.

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• Fonte: https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=64778.php