Con il 3D bioprinting la serie di bio-stampanti a camera sterile di Rokit, Dr. Invivo, distribuita in Italia da M. Penati Strumenti, intende consentire ai ricercatori di ottenere una combinazione di tutti i fattori necessari alla modellazione dei tessuti umani attraverso l’utilizzo di diverse tipologie di materiali disponibili: cellule, idrogel, filamenti o pellet.
Per farlo Rokit Healthcare propone una convergenza dei fattori chiave per la rigenerazione di tessuti e organi umani realizzati in 3D: cellule autologhe, matrice extracellulare, biomateriali e stampa a curva 4D.
Con il 3D bioprinting le stampanti Dr. Invivo aiutano i ricercatori a sviluppare strutture e sistemi biologici sia morbidi che rigidi e a creare modelli di stampa di colture cellulari tridimensionali.
È nello screening dei farmaci anti-cancro che si evidenziano gli approcci possibili della coltura 2D e 3D.
Il sistema di coltura cellulare è un metodo essenziale, spesso utilizzato negli studi di base e clinici in vivo.
La coltura cellulare è una tecnica importante nel processo di scoperta di farmaci, poiché fornisce un modo semplice, veloce ed economico per ridurre i test sugli animali.
Quella bidimensionale è un metodo prezioso per la ricerca basata sulle cellule, ma ha delle limitazioni; quasi tutte le cellule nell’ambiente in vivo sono circondate da una matrice extracellulare (ECM) e da altre cellule, quindi, la coltura cellulare 2D a volte fornisce dati imprevedibili che possono essere fuorvianti per quanto riguarda la risposta in vivo.
Attualmente le procedure standard per lo screening dei composti nello sviluppo di nuovi farmaci iniziano con test basati su colture cellulari 2D per poi passare ai test su modelli animali e agli studi clinici. Solo circa il 10% dei composti testati viene elaborato con successo attraverso lo sviluppo clinico e molti farmaci falliscono durante gli studi clinici.
Tuttavia, le condizioni di coltura 2D non riflettono fedelmente la situazione in vivo poiché si perdono la corretta struttura del tessuto e le interazioni cellula-cellula, pertanto, è essenziale sviluppare e stabilire un sistema cellulare in vitro in grado di simulare il comportamento cellulare in vivo in modo più realistico.
Il 3D in vitro è basato su modelli tumorali utilizzati per valutare l’efficacia e la farmacocinetica tissutale dei farmaci antitumorali. I modelli 3D di sferoidi sono stati studiati per riprodurre più accuratamente l’organizzazione spaziale e i fattori micro-ambientali dei micro-tumori in vivo, come gradienti rilevanti di nutrienti e altri agenti molecolari, ed è stato possibile generare cellula-cellula e cellula-a -interazioni di matrice.
Sebbene più avanzati rispetto alla coltura bidimensionale, i modelli di sferoidi 3D, mancano dei principali elementi ECM del microambiente tumorale.
Per ovviare a questo, sono state utilizzate tecniche di bioprinting 3D con bioink di scaffold costituito da materiale cellulare e additivi come fattori di crescita, molecole di segnalazione.
Rispetto ai metodi tradizionali di ingegneria dei tessuti, le tecnologie utilizzate dai sistemi di bioprinting 3D, consentono una maggiore precisione nella relazione spaziale tra i singoli elementi del tessuto desiderato. Come progressi della progettazione assistita da computer (CAD), il bioprinting 3D offre un grande potenziale per le applicazioni di medicina rigenerativa.
