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Ultimo aggiornamento: Mercoledì 15 Novembre 2017
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Titolo pagina: Con stampa 3D e collagene si produrrà il primo occhio bionico per le maculopatie

PISA. Un nuovo progetto dell'Università di Pisa, finanziato con 500 milioni di euro dall'Unione Europea, porterà alla produzione della prima biomembrana per pazienti affetti da maculopatia.

Biostrutture intelligenti.
Un occhio bionico prodotto con materiali bioattivi e nanofabbricati per testare l'efficacia dei farmaci e sviluppare terapie personalizzate contro la maculopatia. Finanziato da poco con 500mila euro, il progetto europeo Biomembrane è coordinato dal Centro Piaggio dell'Università di Pisa punta alla creazione di biostrutture intelligenti integrate in una piattaforma biomedica in grado di imitare le strutture dell'occhio per ottimizzare i test farmaceutici e personalizzare le terapie contro la degenerazione maculare. Si tratta di un progetto pioniere, il primo in assoluto nel suo genere, che è stato sviluppato grazie alla collaborazione con Warsaw University of Technology in Polonia, la Universidade Nova de Lisboa in Portogallo e, come aziende, la SNC Fibers in Sud Africa e la Allinky Biopharma SL in Spagna. "Allo stato attuale, non si sa nemmeno se il farmaco somministrato agisce su una delle cause scatenanti della malattia o ne diminuisce semplicemente gli effetti collaterali. Normalmente, i farmaci vengono infatti testati su colture di cellule e successivamente sull'animale, ma l'occhio umano è ben più complesso", spiega Giovanni Vozzi, professore associato di Bioingegneria elettronica e informatica all'Università di Pisa. Un nuovo progetto dell'Università di Pisa, finanziato con 500 milioni di euro dall'Unione Europea, porterà alla produzione della prima biomembrana per pazienti affetti da maculopatia.

La replica della membrana umana.
I pazienti affetti da degenerazione maculare si devono sottoporre a una terapia che consiste in un'iniezione diretta del farmaco nell'occhio, tramite puntura, una volta a settimana. La terapia è dolorosa e, mediamente, dopo due anni le persone scelgono di lasciar perdere. "La patologia evolve allora in modo molto rapido e le persone perdono la vista al massimo in un paio d'anni. A questo punto, non c'è più possibilità d'intervenire", spiega Vozzi. Il progetto mira a replicare una regione specifica dell'occhio, che comprende la membrana di Bruch, su cui poggiano i fotorecettori della retina e che è collegata alla rete vascolare che irrora l'occhio. La membrana di Bruch ha due funzioni principali: permettere il passaggio dei nutrienti verso l'occhio e quindi le sue cellule e bloccare le sostanze che possono danneggiare l'organo. Con l'insorgere della patologia, questa membrana diventa più lassa e lascia penetrare nell'occhio le sostanze che normalmente sarebbero state trattenute. Nella degenerazione maculare secca – più comune nei soggetti gli anziani- si accumulano nell'occhio grassi e lipidi, mentre in quella umida - che colpisce anche i giovani- si ha un aumento dell'irrorazione vascolare e della pressione all'interno dell'organo, che spinge sulla retina e la danneggia.

Risparmio per l'industria e la ricerca.
La patologia, che è la prima causa di cecità nei paesi a economia avanzata, comporta la formazione di una macchia di non visione in corrispondenza delle cellule morte, al centro dell'occhio. I soggetti giovani colpiti solo solitamente persone che non hanno uno stile di vita sano, non praticano attività sportiva e seguono un'alimentazione poco bilanciata. "Si sta cercando di capire se c'è una predisposizione genetica, ma non ci sono ancora studi completi sul tema. Il problema, finora, è stata la mancanza di un modello che permettesse la riproduzione fedele dell'occhio umano in condizione sana e patologica, per la verifica dell'efficacia dei vari farmaci. La membrana bionica potrà essere utilizzata dalle aziende farmaceutiche per ottimizzare dei farmaci che agiscano sulle cause e dai ricercatori, perché si riesca a migliorare la comprensione dei fattori scatenanti. il dispositivo avrà un impatto importante sui costi dell'assistenza sanitaria in quanto i nuovi materiali e i relativi modelli in vitro saranno più economici rispetto a quelli attuali", continua Vozzi.

La ricetta: collagene, gelatina, piume di pollo, elettrospinning e stampa 3D.
Nel soggetto adulto, la membrana di Bruch misura pochi micron ed è costituita da tessuto biologico. "Per realizzare la biomembrana e renderla simile a quella reale, stiamo utilizzando materiali biologici quali collagene, gelatina, cheratina estratta dalle piume di pollo. Partendo da questi materiali, grazie a tecniche come l'elettrospinning e la stampa 3D, saremo in grado di produrre una struttura non tessuta fatta di fibre con risoluzione nanometrica e con porosità e topologia ben definite, mentre la rete vascolare sarà progettata come una rete microfluidica ramificata utilizzando un approccio soft-litografico. La bioattività sarà infine migliorata grazie al metodo della soft-molecular imprinting, imprimendo nelle strutture microfabbricate siti bioattivi in grado di legare biomolecole selezionate per migliorare le funzioni cellulari. Grazie a questa struttura estremamente flessibile e modellabile, saremo in grado di riprodurre le caratteristiche della membrana del paziente e progettare interventi di farmacologia mirata e di medicina di precisione", spiega Vozzi. Il progetto, appena partito, durerà tre anni. A oggi, è stato realizzato lo stampo che ospiterà la membrana. Per poter impiantare la membrana sulla retina si dovrà ricorrere all'utilizzo di cellule staminali del paziente, ma questo sarà un aspetto che verrà considerato in seguito.


Articolo tratto da "Corriere Innovazione"

15 Novembre 2017

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