Combinazione di stampa 3D e dispositivi microfluidici presso l'UMBC 
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Combinazione di stampa 3D e dispositivi microfluidici presso l'UMBC 

Potomac Photonics | dicembre 27, 2022

Per creare un fegato su un chip, ricerca tramite sovvenzione NIH

La scoperta di farmaci è in un periodo di radicale trasformazione digitale. Storicamente, lo sviluppo di nuovi farmaci è stato un processo molto lungo (si pensi ad anni o addirittura decenni) e costoso (si pensi a miliardi di dollari). Gran parte del tempo e dei costi per portare nuovi farmaci sul mercato sono dovuti a sperimentazioni cliniche su animali o esseri umani che dimostrano la sicurezza e l'efficacia del medicinale.

Ora, la tecnologia microfluidica è stata sfruttata per simulare la funzione degli organi in un dispositivo fisico compatto. Ecco: la tecnologia Organ on a Chip.

Avanzamento del fegato su chip presso l'UMBC

Curtis Jones (a destra) discute i risultati sperimentali con il collega dottorando in chimica John Terrell (al centro) sotto gli occhi di Chengpeng Chen. (Credito fotografico: Marlayna Demond '11/UMBC)

Chengpeng Chen, professore associato di chimica e biochimica presso l'Università del Maryland Baltimore County [UMBC], ha riconosciuto l'opportunità di aiutare a trovare nuovi trattamenti medici per la fibrosi epatica. La malattia non ha trattamento e secondo uno studio su The Lancet, il 6% o 480 milioni di persone in tutto il mondo hanno la malattia spesso senza saperlo, a causa della mancanza di sintomi. La fibrosi epatica può anche mostrare una connessione con il cancro, aumentando il rischio di esiti fatali.

In risposta alla malattia, il Dott. Chen sta combinando la stampa 3D con la tecnologia microfluidica, per simulare la funzione dell'organo su un chip. In questo caso l'organo su un chip è ovviamente il fegato.

Avendo lavorato con la tecnologia di produzione additiva dal 2015, il dott. Chen ha visto come la stampa 3D possa integrare e, in alcuni casi, superare i processi di produzione tradizionali.

Al dott. Chen piacciono gli attributi della stampa 3D, come la sua praticità e la capacità di prototipare molto rapidamente. Inoltre, le resine sono molto dure e può generare più microstrutture con precisione e accuratezza.

Innovazione tecnologica dell'organo su chip

Rappresentazione di un idrogel reticolato e penetrazione delle molecole d'acqua. I legami idrogeno tra le catene principali del polimero e le molecole d'acqua rendono il gel poroso e permeabile. (Immagine: J. Mater. Chem. B, 2020,8, 6667-6685)

Le capacità uniche dei dispositivi microfluidici hanno permesso ai ricercatori di creare Organ on a Chip, una simulazione della funzione di un organo. Il processo è particolarmente utile nei test sui farmaci, poiché il piccolo dispositivo può dimostrare come un farmaco interagisce con un organo umano. Sono stati modellati vari organi come Lung on a Chip, sviluppato presso il Los Alamos National Lab, che hanno cambiato il volto della ricerca sanitaria.

Una nuova sovvenzione quinquennale da 1,7 milioni di $ dal NIH National Institute for General Medical Science sosterrà il lavoro interdisciplinare del dott. Chen per far progredire la ricerca Liver on a Chip. Sebbene la combinazione di stampa 3D con tecnologie microfluidiche possa non essere una novità, ha un'idea unica per creare unità funzionali modulari come kit per chiunque con o senza esperienza tecnica specifica.

 

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