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Cellule coltivate su robot umanoidi per la ricostruzione dei tessuti

AvanTICellule coltivate su robot umanoidi per la ricostruzione dei tessuti

13.06.22 - 09:03
I robot aiutano a ottenere in laboratorio tendini dalle caratteristiche ottimali per essere impiantati nell’uomo
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Cellule coltivate su robot umanoidi per la ricostruzione dei tessuti
I robot aiutano a ottenere in laboratorio tendini dalle caratteristiche ottimali per essere impiantati nell’uomo

Un team di ricercatori guidato da Pierre-Alexis Mouthuy, dell’Università di Oxford, ha sperimentato la crescita di cellule umane sullo scheletro di un robot umanoide. Lo studio, pubblicato sulla rivista Communications Engineering, mostra come i robot umanoidi potrebbero aiutare a ottenere in laboratorio tendini dalle caratteristiche ottimali per essere in futuro impiantati nell’uomo. I risultati dell’esperimento, in pratica, potrebbero migliorare la produzione e la qualità degli innesti dei tessuti per un uso futuro nei pazienti e supportare lo sviluppo di sistemi robotici avanzati.
È la prima volta che si svolge una sperimentazione del genere, visto che la medicina rigenerativa sino ad ora si era affidata ad ambienti statici in laboratorio per lo sviluppo dei tessuti, o al limite aveva affidato la crescita a bioreattori. La chiave, invece, sta nel far crescere le cellule in un ambiente dinamico, con “stimolazione meccanica fisiologicamente stimolante”, dove possano muoversi naturalmente.
In effetti, strutture mobili come le cerniere permettono allungamenti e piegamenti monodirezionali, mentre giunture come la spalla di un robot imitano perfettamente la naturalezza dei movimenti del corpo umano. Ciò risulta molto importante nel caso in cui l’obbiettivo sia quello di far crescere in laboratorio cellule per la ricostruzione di tendini e muscoli.
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno realizzato un bioreattore, morbido e flessibile, con filamenti biodegradabili tesi tra due punti di ancoraggio e racchiusi in una membrana. Lo hanno applicato ad un robot umanoide muscolo-scheletrico modificato per far crescere le cellule di fibroblasti nel modo più naturale possibile.
Le cellule umane inserite nei filamenti sono state nutrite regolarmente attraverso un liquido realizzato per facilitarne la crescita. Il bioreattore è stato inserito nella spalla robotica affinché le cellule potessero svilupparsi in un contesto di movimento naturale “di adduzione-abduzione fisiologica”. Il robot ha quindi replicato i movimenti di sollevamento e rotazione tipici della spalla umana mezz’ora al giorno per 2 settimane, esercitando forze di allungamento realistiche sulle cellule tendinee in crescita nel bioreattore.
I risultati della sperimentazione sono stati evidenti. Dopo 14 giorni, i ricercatori hanno osservato che il grado di forza esercitato dai movimenti del robot ha influenzato la crescita delle cellule umane e la loro espressione genica rispetto alla coltura statica. La tecnica sviluppata dagli studiosi, ovviamente, è ancora molto lontana dalla produzione di un innesto di tessuto tendineo completamente funzionale. Nonostante ciò, tale ricerca apre certamente la strada allo studio dei robot umanoidi come metodo per migliorare la qualità dell’innesto di tessuto.

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