I ricercatori dell'Università di Binghamton hanno sviluppato un metodo altamente innovativo per la creazione di sistemi vascolari artificiali all'interno di tessuti umani ingegnerizzati. Questo risultato segna un passo da gigante nel campo dell'ingegneria tissutale, risolvendo una delle sfide più ardue del settore. Il lavoro, i cui risultati sono stati pubblicati nel 2023, è stato condotto presso il Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science.
Il team di ricerca, guidato dai Professori Ying Wang e Yingge Zhou, si è concentrato sul superamento dei limiti di dimensione e funzionalità che da tempo affliggevano i tessuti prodotti in laboratorio. Fino ad oggi, la mancanza di una circolazione sanguigna adeguata ha rappresentato un ostacolo insormontabile. Questa carenza portava inevitabilmente alla necrosi, ovvero alla morte cellulare in aree specifiche dovuta alla scarsità di ossigeno e nutrienti essenziali. Tale deficienza aveva di fatto bloccato lo sviluppo di tessuti artificiali più complessi e voluminosi, rendendone difficile l'applicazione clinica.
Per superare queste difficoltà, gli scienziati hanno impiegato sofisticate tecniche di nanofabbricazione per generare micro-tubi all'interno di strutture di idrogel. Questi micro-tubi, caratterizzati da un diametro estremamente ridotto che varia tra 1 e 10 micron, sono stati realizzati attraverso un processo chiamato elettrofilatura (electrospinning). Successivamente, il nucleo interno è stato dissolto per formare canali cavi, replicando la struttura dei vasi sanguigni naturali. Per garantire una distribuzione ottimale all'interno del tessuto, è stata utilizzata la vibrazione ultrasonica per accorciare i micro-tubi. Test successivi, che hanno monitorato il flusso di microsfere fluorescenti, hanno confermato un notevole miglioramento nella circolazione e nell'apporto di ossigeno e sostanze nutritive, elementi cruciali per sostenere la vitalità cellulare.
I Professori Wang e Zhou sottolineano la straordinaria capacità di modulare la dimensione di questi tubi, permettendo così di creare diverse tipologie di vascolarizzazione. Questa flessibilità è fondamentale per personalizzare e adattare il tessuto ingegnerizzato alle specifiche esigenze dell'organo che si intende replicare. Questo progresso arriva in un momento cruciale, poiché la necessità di sistemi vascolari efficienti nei tessuti artificiali è sempre stata la principale barriera alla loro traslazione clinica. La nuova metodologia apre una strada promettente, avvicinando i tessuti ingegnerizzati alla capacità di replicare fedelmente organi reali, essenziali sia per i test farmacologici ad alta fedeltà che per le terapie di medicina rigenerativa.
I ricercatori guardano avanti con ottimismo. Essi prevedono che questa tecnologia, una volta perfezionata e scalata, consentirà non solo l'assemblaggio di un singolo organo complesso, ma la costruzione di sistemi multi-organo interconnessi, operanti come un vero e proprio sistema vivente basato su cellule umane. Questo studio dimostra in modo lampante come la focalizzazione su dettagli tecnici apparentemente minimi, come il controllo preciso della dimensione dei tubi, possa innescare trasformazioni epocali in settori vitali per la salute umana e per l'avanzamento della bioingegneria.
