Un nuovo studio presenta lo sviluppo di innesti vascolari elettrofilati stampati in 3D infusi con tetrametilpirazina (TMP), offrendo una potenziale soluzione per ridurre la trombosi e frenare la dilatazione aneurismatica post-operatoria
Gli innesti vascolari di piccolo diametro sono diventati il centro dell'attenzione nell'ingegneria dei tessuti. La trombosi e la dilatazione dell'aneurisma sono le due principali complicanze della perdita dell'accesso vascolare dopo l'intervento chirurgico. Questa innovazione ha potenziali implicazioni per il miglioramento dei trattamenti per le malattie cardiovascolari.
Le patologie cardiovascolari, che causano oltre 18 milioni di decessi ogni anno, spesso richiedono la sostituzione dei vasi a causa di una grave stenosi o occlusione. I vasi sanguigni autologhi sono limitati, il che porta ad un interesse per l'ingegneria dei tessuti vascolari. Tuttavia, la trombosi e la dilatazione aneurismatica rimangono sfide significative. Sulla base di queste sfide, è fondamentale esplorare soluzioni innovative per lo sviluppo di innesti vascolari.
Un team della Donghua University e della Shanghai Jiao Tong University ha pubblicato il proprio studio su Burns & Trauma (1). I ricercatori hanno sviluppato innesti vascolari elettrofilati stampati in 3D caricati con TMP per superare i limiti degli attuali innesti. Lo studio evidenzia la fabbricazione, la caratterizzazione e il successo dell'impianto degli innesti nell'aorta addominale dei ratti.
Questo studio si concentra sullo sviluppo di innesti vascolari per affrontare le comuni complicazioni post-chirurgiche come la trombosi e la dilatazione aneurismatica. I ricercatori hanno combinato l’elettrofilatura e la stampa 3D per creare questi innesti, con lo strato interno costituito da nanofibre di poli elettrofilato (L-lactic-co-caprolactone) (PLCL) e lo strato esterno costituito da microfibre di policaprolattone (PCL) stampate in 3D.
Questo design a doppio strato migliora la stabilità meccanica e la flessibilità. L’incorporazione della tetrametilpirazina (TMP), derivata dalla medicina tradizionale cinese Ligusticum chuanxiong, ha aggiunto significative proprietà antipiastriniche e anticoagulanti agli innesti. Test in vitro hanno mostrato che gli innesti riducevano efficacemente l’adesione piastrinica e mostravano una buona citocompatibilità con le cellule endoteliali della vena ombelicale umana.
Esperimenti in vivo, in cui le aorte addominali di ratto sono state sostituite con questi innesti, hanno dimostrato un'eccellente biocompatibilità e resistenza meccanica per sei mesi. Gli innesti hanno mantenuto la pervietà senza trombosi acuta o dilatazione aneurismatica significativa, indicando la loro potenziale efficacia in contesti clinici. Questo approccio innovativo è promettente per il miglioramento dei risultati per i pazienti che necessitano di innesti vascolari, affrontando sfide sia meccaniche che biologiche nell’ingegneria dei tessuti vascolari.
Il dottor Hongbing Gu, ricercatore capo, ha dichiarato: «Questo studio segna un progresso significativo nell’ingegneria dei tessuti vascolari. La combinazione di elettrofilatura e stampa 3D, insieme all’incorporazione di TMP, ha portato a un innesto vascolare che non solo soddisfa i requisiti meccanici ma mostra anche un’eccellente compatibilità con il sangue. Questi risultati aprono la strada a future applicazioni cliniche».
Lo sviluppo di successo di innesti vascolari elettrofilati stampati in 3D caricati con TMP offre soluzioni promettenti per il trattamento delle malattie cardiovascolari. Questi innesti potrebbero potenzialmente ridurre le complicanze postoperatorie come la trombosi e la dilatazione degli aneurismi, migliorando i risultati per i pazienti. La ricerca futura si concentrerà sui risultati a lungo termine in modelli animali più grandi e sull'ulteriore esplorazione dei meccanismi molecolari coinvolti nella rigenerazione vascolare.
Questa ricerca è stata sostenuta dalla Commissione per la scienza e la tecnologia della municipalità di Shanghai, Cina (nn. 20S31900900, 20DZ2254900) e dal Centro di scambio di ricerca della Sino German Science Foundation, Cina (M-0263), China Education Association for International Exchange (2022181). È stato inoltre sostenuto dal Progetto Generale di SHDC (SHDC22021213), Fondi di ricerca fondamentale per le università centrali (n. 2232023D-10). Questo progetto è stato sostenuto anche dai ricercatori che supportano il numero del progetto (RSP2024R65), King Saud University, Riyadh, Arabia Saudita.
Riferimenti:
Descrizione foto: Illustrazione schematica dell'innesto vascolare elettrofilato stampato in 3D caricato con TMP. - Credit: Burns & Trauma.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: 3D-printed grafts: A breakthrough in combating post-surgical thrombosis and aneurysm