Impianti personalizzati per la riabilitazione delle malformazioni dell'orecchio

Figura 1. Disegno sperimentale. (i) mAC, CC, maMSC e cMSC sono stati isolati dalla costola e dal padiglione auricolare di pazienti con microtia. (ii) Le cellule sono espanse e (iii) il loro potenziale condrogenico è stato esaminato attraverso un saggio in vitro. (iv) Le cellule sono state seminate in dischi PCL o (v) padiglioni auricolari PCL creati mediante stampaggio 3D e (vi) impiantati nello spazio sottocutaneo di topi nudi atimici. Credito: DOI: 10.1088/1758-5090/ac3b91

I ricercatori del Technion-Israel Institute of Technology e dello Sheba Medical Center hanno sviluppato una tecnologia efficiente per la fabbricazione di impianti estetici funzionali su misura per la riabilitazione di orecchie congenite deformate.

La microtia è un difetto alla nascita che si verifica quando l’orecchio esterno non si sviluppa normalmente e, di conseguenza, è piccolo e formato in modo improprio. La microtia si verifica nello 0,1-0,3 percento delle nascite. Occasionalmente, oltre al problema estetico, la microtia coinvolge anche la perdita dell’udito.

Poiché le “ossa” dell’orecchio esterno – il padiglione auricolare – sono in realtà cartilagine flessibile e non tessuto osseo, la tecnica consueta per la ricostruzione della microtia consiste nell’utilizzare la cartilagine costale prelevata dal torace del paziente. Questo metodo comporta dolore e disagio, nonché il rischio di ulteriori complicazioni. Inoltre, la costruzione di un orecchio identico all’altro dipende sia dalla creatività del chirurgo che da capacità chirurgiche di alto livello.

Il giornale Biofabbricazione riporta la svolta dei ricercatori israeliani, ottenuta grazie a un progetto collaborativo tra il professor Shulamit Levenberg della Facoltà di ingegneria biomedica del Technion e il dott. Shay Izhak Duvdevani, un medico senior del dipartimento di chirurgia della testa e del collo di otorinolaringoiatria e capo del dipartimento dei tessuti Laboratorio di ingegneria presso lo Sheba Medical Center.

Nello studio attuale, i ricercatori hanno applicato nuove tecnologie per l’ingegneria tissutale, sviluppate nel laboratorio del Prof. Levenberg sotto la guida della Dott.ssa Shira Landau, per fabbricare un’impalcatura biodegradabile del padiglione auricolare che formasse impianti di neocartilagine stabili e personalizzati.

L’impalcatura unica, che consente la formazione di un padiglione auricolare estetico e stabile, è stampata in 3D e si basa su una scansione TC. È biodegradabile e forma i condrociti, le cellule responsabili della formazione della cartilagine, e le cellule staminali mesenchimali. L’impalcatura ha pori di varie dimensioni, consentendo l’attaccamento delle cellule per formare cartilagine stabile.

Secondo i ricercatori, l’ingegneria di un padiglione auricolare dalle cellule del paziente ridurrà la sofferenza e il rischio causato ai bambini a causa della raccolta della loro cartilagine costale. Inoltre, consentirà di eseguire l’intervento chirurgico su bambini di appena sei anni, piuttosto che la pratica attualmente accettata di aspettare fino ai dieci anni. È probabile che l’esecuzione dell’intervento in giovane età mitighi gli effetti psicologici della microtia sui bambini.

I ricercatori hanno monitorato la formazione della cartilagine all’interno della struttura del padiglione auricolare in laboratorio per un periodo compreso tra 10 giorni e sei settimane, quindi l’hanno impiantata in un modello murino. Il risultato: l’integrazione dell’innesto ha avuto successo e l’orecchio protesico ha dimostrato una buona funzione biomeccanica.

Il prof. Levenberg afferma: “Una delle sfide nello studio era trovare un metodo di stampa 3D adatto, dal momento che la fabbricazione di un orecchio richiede l’uso di materiali biodegradabili che si degradano nel corpo senza danneggiarlo ma hanno una struttura esterna estremamente accurata e piccole pori. Abbiamo dimostrato tutto questo nella presente ricerca e stimiamo che sarà possibile adattare la nostra tecnologia ad altre applicazioni, come la ricostruzione nasale e la fabbricazione di vari impianti ortopedici”.

Il Dr. Duvdevani afferma: “Nel presente studio, abbiamo raggiunto un significativo passo avanti attraverso l’integrazione di medicina e ricerca e collaborazione tra medici e ricercatori. Questa ricerca è un’altra pietra miliare nella transizione verso tecnologie avanzate in medicina, dove l’uso di La stampa 3D e l’ingegneria dei tessuti giocheranno un ruolo significativo e forniranno ai pazienti una risposta ottimale e all’avanguardia”.


Articolo precedenteMi sto avvicinando a un compleanno ‘pietra miliare’. Quali controlli sanitari dovrei avere alla mia età?
Articolo successivoL’intelligenza artificiale migliora l’accuratezza della selezione degli antibiotici per il trattamento delle infezioni delle vie urinarie