Pelle e ossa stampate in 3D per gli umani che andranno su Marte

Ferrari Innovations

La stampa in 3D dei tessuti umani permetterebbe di mantenere in salute gli astronauti diretti su Marte. Un progetto dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha prodotto i suoi primi campioni di pelle e ossa bio-stampate.

Questi campioni realizzati allo stato dell'arte sono stati preparati dagli scienziati dell'Ospedale Universitario dell'Università Tecnica di Dresda (TUD), parte del progetto consorziato con la OHB System AG come primo contraente e gli specialisti delle scienze della vita di Blue Horizon.

«Le cellule della pelle possono essere bio-stampate usando plasma del sangue umano come un "inchiostro biologico" ricco di sostanze nutritive, e ciò lo renderebbe di facile accessibilità ai membri dell'equipaggio in missione», commenta Nieves Cubo del TUD.

«Il plasma, comunque, ha una consistenza altamente fluida, rendendolo difficile da lavorare in condizioni di gravità alterata. Abbiamo quindi sviluppato un contenitore modificato aggiungendo metilcellulosa e alginato per incrementare la viscosità del substrato. Gli astronauti potrebbero poi ottenere queste sostanze direttamente da piante e alghe, una soluzione fattibile per una spedizione nello spazio.»

«La produzione del campione di ossa ha richiesto la stampa delle cellule staminali umane con un bio-inchiostro di composizione simile, ma con l'aggiunta di un cemento osseo al fosfato di calcio come materiale di supporto alla struttura, che successivamente verrà riassorbito durante la fase crescita

Per provare come la tecnica di bio-stampaggio fosse trasferibile nello spazio, la stampa dei campioni di pelle e ossa è stata realizzata "sotto sopra".

I campioni rappresentano i primi passi nella tabella di marcia verso l'ambizioso progetto di rendere praticabile la bio-stampa 3D nello spazio. Il progetto si è focalizzato sul tipo di servizi di bordo che sarebbero richiesti, in termini di equipaggiamento, sale chirurgiche ed ambienti sterili, oltre che all'abilità di creare tessuti maggiormente complessi per i trapianti, culminando infine nella stampa di organi completi.


Dettaglio di un osso in crescita.

«Un viaggio verso Marte o altre destinazioni interplanetarie richiederà diversi anni di navigazione nello spazio - commenta Tommaso Ghidini, a capo della Divisione Strutture, Meccanismi e Materiali di ESA, supervisore del progetto - L'equipaggio potrà incontrare diversi rischi lungo il tragitto ed un rientro anticipato sulla Terra non sarà possibile. Il trasporto di forniture mediche sufficienti per tutte le casistiche sarebbe impossibile nel limitato spazio e massa di una navicella spaziale. Invece, con le possibilità della bio-stampa 3D, permetteremmo loro di rispondere alle emergenze mediche quando si presenteranno. In caso di ustioni, ad esempio, nuova pelle potrebbe essere bio-stampata, invece di essere presa da altre parti del corpo dell'astronauta andando a creare un danno secondario che potrebbe non guarire facilmente in un ambiente orbitale. Oppure, nel caso di fratture ossee, rese molto più probabili dalla mancanza di peso nello spazio, in aggiunta alla gravità parziale di Marte (pari a 0.38 volte quella terrestre), l'osso sostitutivo potrebbe essere inserito nelle zone lese. In tutti i casi il materiale bio-stampato verrebbe originato dall'astronauta stesso, azzerando eventuali casi di rigetto

Con il costante progresso della bio-stampa in 3D sulla Terra, questo è il primo progetto ad adottarla al di fuori del pianeta, spiega Tommaso: «È un tipico modello che osserviamo quando promettenti tecnologie terrestri vengono prima sfruttate per lo spazio, spaziando dalle camere ai microprocessori. Molto deve essere fatto con poco, per far sì che le cose funzionino nell'ambiente spaziale, quindi i vari elementi della tecnologia vengono ottimizzati e miniaturizzati. In simil modo speriamo che il lavoro che stiamo facendo con la bio-stampa 3D aiuterà ad accelerarne i progressi anche qui sulla Terra, accorciandone i tempi per un'ampia disponibilità, così che la gente possa presto usufruirne.»

La stampa 3D di tessuti viventi per l'esplorazione spaziale è un progetto supportato da ESA tramite ESA Basic Activities per quanto riguarda la Ricerrca e Preparazione degli elementi, e guidato da OHB System AG in Germania in cooperazione con il Centre for Translational Bone, Joint and Soft Tissue Research del TU di Dresda in Germania.

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