La tecnologia digitale sta apportando, oggi più che mai, dei significativi cambiamenti alla società, come testimoniato dallo studio Deep Shift – Tecnology Tipping Points and Social Impact, pubblicato nel 2015.
Queste innovazioni stanno avendo un forte impatto anche nel settore sanitario, in particolare attraverso la stampa tridimensionale in correlazione alla salute dell’uomo.
La stampa 3D nasce nel 1986, con la pubblicazione del brevetto di Chuck Hull, che inventò la stereolitografia, ossia una tecnica che permette di realizzare singoli oggetti tridimensionali a partire direttamente da dati digitali elaborati da un software CAD/CAM.
Dal 1986 la stampa 3D si è evoluta e differenziata, con l’introduzione di nuove tecniche di stampa e di innumerevoli materiali con diverse caratteristiche meccaniche, stampabili sia da soli che in combinazione, permettendo la diffusione di questa tecnica di produzione in molti ambiti, che spaziano dall’industria all’ambito medico e domestico.
Le stampanti 3D:

  • sono generalmente più veloci, più affidabili e più semplici da usare rispetto ad altre tecnologie per la produzione sottrattiva;
  • offrono la possibilità di stampare e assemblare parti composte da diversi materiali con diverse proprietà fisiche e meccaniche in un singolo processo di costruzione. Le tecnologie di stampa 3D avanzate creano modelli che emulano molto da vicino l’aspetto e le funzionalità dei prototipi.

Una stampante tridimensionale lavora prendendo un file 3D da un computer e utilizzandolo per fare una serie di porzioni in sezione trasversale. Ciascuna porzione è poi stampata l’una in cima all’altra per creare l’oggetto 3D.
La stampa 3d è, quindi, anche utilizzabile in sanità, in cui si parla specificamente di “biostampa”, ossia il processo che consente di generare strati di cellule preservando il funzionamento delle stesse per formare tessuti organici.
La nuova frontiera delle stampanti 3D è la produzione di organi umani.
La startup statunitense Organovo ha messo a punto Novogen Mmx Bioprinter, la prima stampante 3D al mondo che funziona con due testine robotiche di precisione: una stende lo strato cellulare, l’altra un idrogel, o motrice di supporto.
A oggi Bioprinter è riuscita a produrre vasi sanguigni, muscoli, ma anche un mini-fegato da 4 millimetri di diametro e mezzo millimetro di spessore, che è sopravvissuto cinque giorni, metabolizzando proteine e colesterolo. Un importante passo in avanti rispetto a quanto era già stato fatto dai ricercatori della Princeton University, che pochi mesi fa avevamo messo a punto l’orecchio bionico, una struttura in gel basato su un polimero costituito in parte da cellule bovine.
La stampa tridimensionale ha il grande potenziale di soddisfare bisogni specifici, e non c’è niente di più specifico di un corpo umano.
Tra i vantaggi, c’è la possibilità di far fronte a carenze di organi; la sostituzione di arti e parti del corpo (stampa protesica); la possibilità per gli ospedali di utilizzare la stampa 3D per i pazienti che hanno necessità di interventi chirurgici; permette una medicina personalizzata in base alle necessità del singolo paziente; la stampa di componenti di strumenti medici che sono difficili da reperire o comunque costosi, come ad esempio i traduttori; stampa di impianti dentali, pacemaker e perni per fratture ossee da realizzare presso ospedali locali, riducendo così i costi delle operazioni; stampa di derrate alimentari e cambiamenti significativi della sperimentazione dei farmaci, attraverso la stampa digitale.
Tra le conseguenze negative, la biostampa può causare: produzione di parti del corpo, strumenti medici o cibo senza previo controllo o comunque illecita; aumento dei rifiuti da smaltire e conseguente impatto ambientale; avversità di tipo etico; forme perverse di disincentivi alla salute e impatto sull’agricoltura derivante dalla produzione di cibo attraverso la stampa digitale.
In futuro, è molto probabile che le stampanti 3D saranno utilizzate per creare tessuti semplici per impiantare negli organi attuali degli organi parziali o un vero e proprio trapianto . La stampa di interi organi , se approvata, potrebbe essere una realtà entro il prossimo decennio .
Organovo ha recentemente biostampato il suo primo tessuto epatico in 3D a scopo di test , e può creare 24 strisce di tessuti del fegato in una unica soluzione. Nel 2010 la società ha anche stampato il primo vaso sanguigno umano senza l’uso di ponteggi.
Si stima che attualmente ci vogliono 10 giorni  per stampare un fegato di dimensioni medie, ma questa velocità crescerà esponenzialmente con il progredire della tecnologia .
Nel frattempo , Organovo prevede di commercializzare e lanciare il suo tessuto epatico 3D per le aziende farmaceutiche e laboratori di ricerca entro la fine di dicembre e sta attualmente sviluppando tessuti di cancro al seno biostampati accanto a tessuti polmonari e muscolari.
Nel mese di agosto dello scorso anno Hangzhou Dianzi University in Cina ha annunciato di aver creato biomateriale stampato in  3D, mentre Regenovo , ha stampato un piccolo rene funzionante, che è durato quattro mesi. In precedenza nel 2013 , un bambino di due anni negli Stati Uniti ha ricevuto una trachea costruita con le proprie cellule staminali , e la Princeton University ha stampato un ‘ orecchio bionico ‘ utilizzando una stampante a getto d’inchiostro modificata su una piastra di Petri .
Al di là delle tesi a volte anche discordanti, soprattutto da un punto di vista etico, il dato certo è che si stanno facendo enormi passi in avanti che permetteranno di innovare e ridurre i costi del mercato sanitario in una prospettiva di garanzia di benefici per il paziente.

 

Olga Lombardo 

Product Manager Area Sanità