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  1. Da quando nel 2004 presso l'università di Manchester il professor Andre Geim e il dottorando Konstantin Novoselov lo scoprirono, il grafene si è dimostrato un materiale dalle eccezionali proprietà che ne consentono l'applicazione in svariati campi. Adesso rappresenta la nuova frontiera della ricerca biomedica, il materiale perfetto per interagire con la materia organica. È una forma di carbonio, come le mine delle matite o i diamanti, ma si tratta di un materiale “bidimensionale”, costituito da strati dello spessore di un singolo atomo, in cui atomi di carbonio si legano l’uno con l’altro a formare un reticolo esagonale. È il materiale più sottile mai isolato, 100 volte più resistente di un campione equivalente di acciaio ed è flessibile come la gomma. Lo si può allungare il 120 per cento della sua lunghezza e conduce l’elettricità 250 volte meglio del silicio. La sua struttura lo rende sostanzialmente trasparente ma è al tempo stesso impenetrabile, persino i più piccoli atomi come quelli del gas elio non ci riescono, ma, soprattutto, è compatibile con il tessuto cellulare umano. Daniel Stolyarov di Grafene 3D Lab ci offre una panoramica dei possibili usi: Tutto questo si traduce in una sfida nel trovare le tecniche di fabbricazione che permettano la manipolazione diretta del materiale. Ad esempio, il grafene in fase liquida è utilizzato per stampare sottili film conduttivi; in forma di aerogel, stampato in bagno di solvente, è molto promettente per batterie, condensatori e celle a combustibile di idrogeno. Nella Northwestern University un gruppo di ricercatori guidati da Ramille N. Shah ha sviluppato una soluzione a base di grafene da utilizzare come inchiostro per biostampanti 3D. Filamenti del diametro di 100-1000 micron permetteranno di ottenere materiali con forma arbitraria, elettricamente conduttivi, meccanicamente resilienti e flessibili. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/stampa-3d-e-grafene.png Già precedentemente il grafene è stato utilizzato per esperimenti simili, utilizzandone fino a circa il 20% in volume del composto: l’inchiostro risultante non ha però conservato le caratteristiche elettriche. Utilizzando una percentuale in volume del 60%, il team di Shah ha ottenuto un materiale molto flessibile e facilmente stampabile, nonostante il grafene sia di per sé rigido e fragile. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/stampa-3d-e-grafene-3.png Il team ha utilizzato questo composto per stampare strutture da utilizzare in esperimenti con cellule in vitro: i risultati sono stati assolutamente interessanti. Senza l’aggiunta di fattori di crescita, le strutture stampate con grafene supportano la crescita, la proliferazione e l’attività delle cellule, soprattutto se con morfologia estremamente allungata, tipiche di assoni e cellule nervose, per un tempo di almeno trenta giorni. Esperimenti chirurgici su parti di cadavere hanno dimostrato una ottima biocompatibilità e caratteristiche di maneggevolezza eccezionali, utilissime in microchirurgia. Queste proprietà, combinate con la facilità di fabbricazione mediante stampa 3D, aprono la strada alla produzione di una vasta gamma di dispositivi biomedicali. “Scaffold flessibili personalizzati possono essere costruiti su misura e utilizzati per la sutura diretta dei tessuti, sostenendo contemporaneamente la crescita delle cellule e la rigenerazione del tessuto stesso senza una risposta immunitaria grave” afferma Shah. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/stampa-3d-e-grafene-4.png La conduttività insita del materiale facilita il passaggio dei segnali elettrici e la differenziazione cellulare: gli effetti a lungo termine devono ancora essere studiati, ma si apre comunque una nuova porta per la soluzione dei problemi di rigenerazione dei tessuti elettrogenici come i nervi e la muscolatura cardiaca. Da non sottovalutare le possibili applicazioni in biosensori impiantabili e tutti i dispositivi elettrici: i bassi costi di fabbricazione ne permetteranno una rapida diffusione. Gli strumenti così prodotti potrebbero aprire un nuovo capitolo di ricerche per affrontare anche la questione della rigenerazione dei nervi, un problema che interessa molte persone affette da malattie invalidanti gravi, come la sclerosi multipla. O magari, con dispositivi al grafene si riuscirà a bypassare la rottura del midollo spinale e permettere di nuovo ai segnali elettrici di raggiungere i nervi periferici. Pensate cosa può significare per le persone che si trovano costrette a non muoversi più a causa di un incidente o di una malattia. Forse mi faccio prendere dall’entusiasmo, ma ogni giorno in tutto il mondo ci sono scienziati che pubblicano i loro studi e ognuno racconta di risultati che incoraggiano ad andare avanti. In fondo chi sta male non smette mai di chiedere di guarire e l’unica speranza che queste persone hanno è che la ricerca non si fermi mai. Lusiana Pasquini
  2. E’ ufficiale l’annuncio di un contratto di collaborazione tra L'Oréal e Organovo. Un’unione capace di scardinare le tradizionali dinamiche dei test cosmetici e di aprire le porte ad una stampa 3D biologica pienamente matura. La L'Oréal Usa Products Inc., è una delle più grandi realtà al mondo nel campo dello skincare. Organovo,è un'azienda leader nel settore dell’industria della biostampa 3D. Facendo dei passi a ritroso: la prima biostampante 3D è datata 2006 e l’inventore è Makoto Nakamura, oggi professore d’ingegneria biologica presso l’Università di Toyama in Giappone. La sua invenzione fu ispirata da delle goccioline d’inchiostro depositate da una stampante a getto che ricollegò per dimensioni alle cellule biologiche. Passando da diversi tipi di cellule (come cellule vascolari, endoteliali e muscolari) si è approdati alla stampa di una cute più spessa adattabile al settore cosmetico. Figlia di quelle prime ricerche, Organovo è un’ azienda formata nel 2008 a San Diego, California, specializzata i nella biostampa 3D. Dopo il successo della stampa 3D di un tessuto epatico ha pianificato l’obiettivo di stampare del tessuto renale entro il 2016 e quello di esplorare ulteriori campi applicativi come quello della cosmetica. Il contratto tra L'Oréal e Organovo rimarca l’intenzione di Organovo di ramificare e sfruttare i risultati di ricerca verso i mercati cosmetici. Considerando che il giro d’affari annuo della cosmetica è di 265 miliardi di dollari Organovo valida la figura delle case cosmetiche come i più importanti finanziatori per il settore della biostampa. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/LOr%C3%A9al-e-Organovo-2.jpg Il contratto collaborativo tra le due realtà prevede da ambedue le parti contributi significativi: la ricerca tecnologica cellulare da parte della L'Oréal e la tecnologia di sviluppo di tessuti, utilizzando il modello ONVO's NOVOGen Bioprinter, da parte di Organovo.http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/05/LOr%C3%A9al-e-Organovo-3.jpg I dettagli della collaborazione sono ancora confidenziali. Un contratto commerciale definitivo non è stato ancora sottoscritto e i termini di licenza non sono ancora stati resi pubblici. Il contratto prevederebbe l’esclusiva per L'Oréal dei diritti nell’utilizzo dei modelli di tessuti in campo cosmetico per test dermatologici e di valutazione; conserverebbe per Organovo i diritti per l’utilizzo dei tessuti in ambito di ricerca, test, trapianti chirurgici e fini terapeutici. La collaborazione dovrebbe prevedere tre fasi: una prima fase di sviluppo, una seconda di verifica (seguite da L'Oréal), un terza fase di rifornimento commerciale (seguita da Organovo). La scelta dell’utilizzo dei tessuti stampati in laboratorio risulta essere strategica per L'Oréal che, percorrendo una strada animal-friendly, metterebbe a tacere le scelte percorse in passato nel campo dei test e delle ricerche. A riguardo L'Oréal dichiara: “non più lunghi test su alcun animale per quanto riguarda i nostri ingredienti e prodotti. L'Oréal non delegherà questa compito ad altri.” L’azienda dichiara, comunque, che “un’eccezione potrebbe essere fatta se gli enti regolatori prevederanno ciò per salvare e normalizzare gli obiettivi”. La scelta di L'Oréal potrebbe considerarsi non del tutto corretta in quanto la sua esclusività nell’utilizzo di tessuti di biostampa precluderebbe la possibilità di ricerca etica, animal-friendly agli altri competitors. Si spera in un futuro in cui l’utilizzo della biostampa non sia esclusivista. Risulta comunque evidente che la collaborazione tra questi due grandi enti rimarca l’idea che in futuro l’innovativa stampa 3D di tessuti biologici prenderà sempre più spazio nell’industria cosmetica, farmaceutica e nelle applicazioni mediche accelerando e potenziando i processi R&D. Chiara Fassari - Open BioMedical Initiative
  3. Grazie all’ utilizzo della stampa 3D unita alla robotica è possibile condurre esperimenti di natura biologica in grado di investigare i complessi meccanismi di interazione tra gli elementi organici che in opportune condizioni possono generare il processo noto come evoluzione. Viene da pensare che questo sia solo un nuovo capitolo di un racconto di fantascienza, ma oggi sta diventando realtà. Svariati fenomeni e meccanismi biologici sono stati spesso emulati attraverso algoritmi software più o meno complessi, circuiti elettronici e sofisticati sistemi di intelligenza artificiale, rimanendo tuttavia confinati alla sfera virtuale. Con le nuove tecnologie e il loro alto grado di customizzazione, le interazione chimiche e biologiche possono essere studiate con approcci innovativi, senza simulazioni, portando concretamente gli studiosi ancora più vicini alle risposte che cercano. Una di queste riguarda l’evoluzione dei sistemi viventi, processo estremamente complesso e ancora in gran parte da sondare. Una squadra di scienziati scozzesi guidati dal professor Lee Cronin del dipartimento di chimica dell'Università di Glasgow sta facendo proprio questo. Il suo team di chimici, utilizzando una stampante 3D a basso costo RepRap auto costruita e personalizzata ad hoc, sta lavorando duramente per scoprire le origini della vita stessa. La stampante ha raccolto appieno la filosofia del progetto RepRap, dando vita a una piattaforma robotica modulare e dal design iterativo e flessibile. Numerosi componenti hardware sono stati ridisegnati e stampati per accogliere le necessità del progetto, tra cui l’estrusore che è stato sostituito con un sistema capace di gestire liquidi e depositarli nelle dosi scelte. Il sistema è incredibilmente semplice nonostante la complessità degli esperimenti per cui è utilizzato. Attraverso l’ausilio della stampante 3D pilotata da un robot e alla telecamera di una PlayStation integrata è possibile programmare reazioni di sintesi organica in modo preciso e ripetibile senza l’intervento umano. Successivamente, seguendo il comportamento delle molecole e la variazione di specifici parametri attraverso un algoritmo di selezione, è possibile studiarne l’evoluzione nel tempo nella speranza che l’affinamento di questo processo permetta di tracciare i dettagli di quello che è successo nei primi momenti in cui la vita è comparsa miliardi di anni fa. Tutto il progetto parte dall’idea che per studiare i meccanismi con cui sono originate le prime cellule bisogna ridurre la loro struttura ai minimi termini, mimandone composizione e proprietà attraverso dei modelli chimici semplificati. Una cellula normalmente presenta una membrana cellulare, ossia un sottile strato lipidico che la delimita rispetto al mondo esterno, incubando e proteggendo al suo interno le condizioni ideali per i processi biologici che avvengono in tutti noi. Il team di Cronin ha mimato questa struttura proponendola sottoforma di gocce oleose che in acqua si “separano” da questa e acquistano determinati parametri utili a classificarle. Per creare queste gocce, Cronin e il suo team stanno utilizzando quattro prodotti chimici: 1-penatol, 1-ottanolo, dietil ftalato e acido dodecano o ottanoico, sospese in una soluzione alcalina. La stampante 3D permette di combinare con elevata precisione i quattro composti generando di volta in volta una formulazione nuova. Schematicamente, il cerchio interno rappresenta il processo robotizzato, mentre il cerchio esterno rappresenta gli step dell'algoritmo di calcolo. Nella prima fase l’estrusore della stampante depone gocce della la formulazione sperimentale in una capsula di Petri con acqua. Successivamente le proprietà fisiche e chimiche delle gocce vengono registrate in tempo reale attraverso una videocamera. L'analisi delle immagini viene eseguita utilizzando dei parametri specifici selezionati dall’utente (ad esempio, il colore) nel passaggio di valutazione. Le popolazioni cosi formatesi vengono classificate automaticamente in base alla proprietà selezionata grazie all’algoritmo. L’elemento che risulta al di fuori del range di classificazione viene respinto e viene selezionata una nuova composizione che costituirà una nuova popolazione, mentre le formulazioni accettate vengono utilizzate come base di partenza per creare un nuova popolazione attraverso processi di mutazione e crossover casuali. L’intero processo continua per 21 cicli. Certo, creare la vita da zero è difficile - afferma Cronin - e sappiamo poco circa l'origine della vita ma l'uso di robot semplici sta accelerando la nostra comprensione. Nel più recente esperimento un algoritmo evolutivo è stato utilizzato per seguire 17 milioni di combinazioni uniche di reazioni. Per ottenere questo risultato senza l’ausilio delle nuove tecnologie ci sarebbero voluti centinaia di anni Utilizzando un assistente robotico come componente chiave per facilitare il processo evolutivo il team del professor Cronin è in grado di dimostrare come il sistema si evolve nel suo complesso. In questi primi esperimenti sono state esaminate proprietà e funzioni predefinite dall’utente e sicuramente il passo successivo sarà quello di esplorare “novità”, ossia l'emergere di caratteristiche inaspettate, funzioni o comportamenti non attesi in modo da determinare diversi meccanismi evolutivi. Ora ci si potrebbe soffermare a riflettere o a fantasticare dove questo processo potrebbe portare e quali risultati e scoperte incredibili potrebbe mettere in luce. Sicuramente è un esempio di perfetta integrazione delle nuove tecnologie e, chissà, in un prossimo futuro potrà aiutarci a capire e svelare l’antico segreto dell’origine della vita, stavolta stampata in 3D. Orlando Rossi - Open BioMedical Initiative.
  4. Se potessimo fare un rapido check-up delle nostre condizioni di salute grazie a sensori commestibili stampati in 3D? A Wollongong, in Australia, la risposta potrebbe essere più vicina di quanto si possa immaginare. Una soluzione un pò singolare forse, ma di una semplicità disarmante per il paziente, frutto di ricerche di frontiera su materiali innovativi e sensori che potrebbero rinnovare il concetto di assistenza medica. La stampa 3D continua la sua rivoluzione nel campo medico e se da un lato va in soccorso di casi particolarmente rari e sfortunati fornendo protesi o impianti su misura, dall’altro si muove per offrire un aiuto a tutti, come il progetto innovativo su cui stanno lavorando gli scienziati australiani guidati da Marc in het Panhuis, professore di chimica presso l'Università di Wollongong in Australia e a capo del gruppo di studio sui materiali morbidi. La ricerca riguarda sensori elettronici stampati in 3D con della gelatina per essere utilizzati all’interno del corpo dei pazienti per individuare squilibri biochimici. Come per altri test diagnostici che richiedono ai pazienti di bere piccole quantità di medicinale o di deglutire le capsule che aiutano a visualizzare l'interno del corpo quando vengono eseguiti i raggi X e altre scansioni, questo sensore stampato in 3D è commestibile: invece di metodi più invasivi per l'introduzione di un agente di visualizzazione, questo può semplicemente essere mangiato. Basandosi sulla 4^ generazione di 3D Bioplotter ad altissima definizione, questi idrogel possono essere stampati in modo da contenere vari componenti e sensori elettronici sintonizzabili. Questa miscela idrogel, quando raffreddata, può semplicemente essere consumata come un tipo di gelatina. I sensori possono quindi svolgere le funzioni per cui sono stati programmati (controllare lo stato degli intestini, per esempio) e passare i dati al dispositivo esterno attraverso una tecnologia ancora non specificata. Una volta completati i loro tasks, i sensori semplicemente scompaiono per mezzo della digestione. Questo campo di "robotica soft“ in genere richiede l’uso di idrogel come contenitore dei sensori. Purtroppo, gli idrogel hanno in genere una struttura complicata ai fini della stampa 3D, in quanto sono troppo morbidi per essere lavorati. Fortunatamente, i ricercatori hanno scoperto che questi gel possono essere resi molto più robusti mescolando due diversi polimeri. Ad esempio la gelatina con la Genipina, un agente anti-infiammatorio derivato dal frutto della pianta di gardenia, o il gellum gum, addensante utilizzato in pasticceria per salse, budini, gelatine e marmellate. Per creare il cross-linking (reticolato), il team ha utilizzato il sale comune; immergendo il gellum gum in sale da tavola per una settimana, hanno prodotto un gel più stabile e meccanicamente più resistente. Gli idrogel contengono acqua per il 97,5% e quindi sono naturalmente conduttivi, ma l’aggiunta di ioni di sodio esalta ancor di più questa caratteristica. Migliori risultati si ottengono con cloruro di cesio, ma il materiale non risulterebbe commestibile. L'obiettivo del gruppo di In het Panhuis è quello di produrre un idrogel da impiegare come sensore biomedico commestibile. L'idrogel avrà proprietà elettroniche regolabili a beneficio di numerosi campi di ricerca futuristici a cui attualmente si sta lavorando, ad esempio attuatori biocompatibili che potrebbero percepire e controllare la pressione applicata da una mano protesica, oppure materiali conduttivi flessibili utili nella cosiddetta stampa 4D, in cui un dispositivo stampato in 3D può cambiare forma nel tempo. La parte più impegnativa della ricerca sarà trovare un modo per leggere le informazioni raccolte dai sensori commestibili, in quanto questi dispositivi dovranno essere sufficientemente piccoli da poter essere ingeriti. Il team dell'Università di Wollongong ha finanziamenti per sette anni, quindi In het Panhuis è fiducioso di poter sviluppare questo materiale in modo che possa servire come strumento diagnostico efficace scoprendone anche altre applicazioni. Provate a immaginare: invece di aver bisogno di un medico per interpretare vaghi sintomi, si potrà semplicemente ingerire alcuni sensori gelatinosi capaci di dirci subito cosa non va nel nostro corpo. Se tutto andrà per il verso giusto, i dati raccolti potranno essere inviati telematicamente agli specialisti in tutto il mondo: avremo le consulenze dei migliori medici a portata di click e senza bisogno di sottoporsi a innumerevoli test diagnostici. L’idea ci piace tantissimo! Lusiana Pasquini - Open BioMedical Initiative
  5. Diagnosi precoce di tumori grazie al binomio cloud e stampa 3D. Questo l'obiettivo che un'azienda americana vuole realizzare sfruttando l'evoluzione continua delle tecnologie hardware e software. Stampa 3D e Web comunicano sempre più efficacemente. Le informazioni viaggiano in entrambi i sensi, da scansioni 3D caricate su repository online fino alla stampa dei modelli digitali. Integrando la potenza di calcolo del cloud computing con la flessibilità (anche economica) della stampa 3D, questo flusso di bit può essere applicato pure nel campo medico, per esempio nella diagnostica tumorale. Hardware e software si sono evoluti da sempre di pari passo, rafforzandosi a vicenda e dipendendo l'uno dall'altro per esprimere le proprie funzioni. Visti i recenti sviluppi, i confini di entrambi sono diventati però più sfumati, tutto a vantaggio delle potenzialità di questi sistemi. Da un lato, il software non è più relegato ai limiti della “macchina su cui gira” ma diventa sempre più un'estensione particolare di una realtà molto più vasta, la rete, e in particolar modo dell'insieme di database e applicazioni che formano il cosiddetto Cloud. Grazie a quest'ultimo, un programma supera i confini dell'hardware di cui fa parte delegando gran parte del lavoro ai server della rete, permettendo a dispositivi anche molto semplici di elaborare una quantità di dati fin'ora impensabile. D'altro canto, l'hardware stesso oggi tende a superare la propria staticità grazie a una maggiore modularità, facilità di utilizzo e soprattutto ai nuovi sistemi di produzione. Ovviamente stiamo parlando della stampa 3D. Stampa 3D e cloud rappresentano un'accoppiata formidabile che permette di realizzare dispositivi dinamicamente adeguati alle diverse necessità e dotati di una grandissima capacità di calcolo, favorendo l'abbassamento dei costi, la personalizzazione e la portabilità di queste tecnologie. Fatto questo presupposto, l'unico vero limite di utlizzo è la fantasia. Un' applicazione di questo vincente binomio è attualmente in fase di sviluppo da parte di un'azienda biotech americana, la Miroculus. Il progetto è legato al campo oncologico e ha lo scopo di facilitare la diagnosi precoce, aspetto chiave della terapia antitumorale. L'esito della terapia infatti, oltre a numerosi fattori, dipende dalla rapidità con cui la malattia viene diagnosticata, soprattutto nelle prime fasi quando è ancora possibile “sorprendere” farmacologicamente il tumore prima della sua espansione. Ecco quindi che ogni progetto capace di ridurre i tempi di diagnosi è di vitale importanza e le tecnologie moderne permettono di farlo sempre più efficacemente. L'azienda americana è infatti a lavoro su un'intera piattaforma di diagnosi di tumori basata sull'analisi di campioni di sangue dei pazienti. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/03/Stampa-3d-diagnosi-tumori-2.jpgPrelevato quest'ultimo e caricato su una piastra da 96 pozzetti comunemente usata nei laboratori diagnostici, il campione viene trasferito all'interno di un dispositivo interamente stampato in 3D dove, grazie a protocolli biochimici brevettati che non necessitano di ulteriore supporto tecnico, viene rilevata la presenza di specifici microRNA, molecole che possono essere usate come segnale della presenza o meno di un tumore. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/03/stampa-3D-diagnosi-tumori-3.jpg La presenza della malattia è associata a un segnale luminoso inviato dal dispositivo a un cloud server che permette di incrociare migliaia di dati contenuti nei suoi database, filtrarli ed elaborare una risposta rapida e tempestiva delocalizzando l’analitica di laboratorio. Il progetto è ancora in una fase iniziale di sviluppo ma i primi risultati sono molto incoraggianti. Ancora una volta la flessibilità della stampa 3D spiana la strada alla sua applicazione in settori sempre nuovi e questo esempio ricorda lo stretto, strettissimo rapporto, tra stampanti 3D e internet. Così come i progetti stampati in 3D nascono prima su computer e nella rete, così questi possono nutrire la rete stessa di nuove informazioni, chiudendo il cerchio e saldando ancor di più il legame tra materia e bit al servizio dell'uomo. Valentino Megale – Open BioMedical Initiative
  6. La stampa 3D deve la propria fortuna in quanto tecnologia universale, utilizzabile in ogni ambito, a favore degli uomini e degli animali. Abbiamo parlato delle sue applicazioni biomedicali per aiutare le persone con diversi deficit, ma la stampa 3D non si ferma qui. Ci sono infatti buone notizie anche per i nostri amici animali. Le stampanti 3D hanno iniziato ad invadere anche il campo veterinario e questa tecnologia serve da aiuto anche agli animali. Ecco alcune delle loro storie e di come la stampa 3D ha rappresentato per questi una nuova speranza. Da quando Derby ha incontrato la stampa 3D la sua vita non è più la stessa: ora può camminare, giocare e correre a perdifiato. Derby è un cane, forte, bello e sano tranne per la deformazione genetica alle zampe anteriori, che sono più corte di quelle posteriori e ripiegate su se stesse. L’anomalia delle sue condizioni non ha permesso di trarre giovamento dalle protesi esistenti sul mercato e neanche di vivere un’esistenza normale. Nel rifugio no profit per cani Peace and Paws a Hillsborough (New Hampshire) Derby vive il suo giorno fortunato quando incontra Tara Anderson, non solo perché lo trovava simpatico, ma soprattutto perché Tara è direttrice della gestione del prodotto alla 3D Systems, azienda manifatturiera americana specializzata nella stampa 3D. Tara porta Derby con sé decisa a offrirgli la possibilità di una nuova vita e, conosciuta la sua storia, non le ci vuole molto ad avere l’aiuto dei colleghi e anche di un esperto di protesi per animali, Derrik Campana, veterinario ortopedico. Con uno scanner 3D e un software di modellazione il team mette a punto le protesi, che calzano perfettamente le zampe di Derby. La forma è studiata per far appoggiare comodamente le zampe su un materiale morbido, e la geometria favorisce l’appoggio sul terreno e la spinta. I risultati? Si vedono in questo commovente video: Appena indossate le protesi legate alle zampe con delle bretelle, Derby ha corso per la prima volta in vita sua. Dom Portanova, il proprietario adottivo del cane, è rimasto a bocca aperta: “Non mi impressiono facilmente, ma quando ho visto Derby correre veloce, è stato fantastico. Non avrei mai potuto crederci.” "Corre con i miei genitori ogni giorno e gioca con tutti i cani del vicinato (cosa che non era in grado di fare prima)". Derrick Campana ha commentato: “La stampa in 3D è una rivoluzione nella prostetica: ci consente di lavorare veloci, in tempi brevi e in modo molto preciso senza più dover realizzare le protesi diverse volte per apportare le migliorie necessarie”. A mano a mano che si abituerà, Derby proverà nuove zampe 3D fino a che l’altezza degli arti consentiranno una deambulazione ottimale. Ma non pensate che Derby sia stato l’unico animale aiutato dalla stampa 3D. Da oltreoceano arriva la storia di Beauty, un’aquila di mare dalla testa bianca ferita sette anni fa nel tentativo di cattura da parte di un bracconiere. Beauty è riuscita a salvarsi ma ha subito la frattura del becco. Per fortuna è stata trovata e soccorsa e negli anni si è alimentata tramite flebo e “bevendo” liquidi con delle cannucce. Ora, grazie alla stampa 3D, ha un nuovo becco, una protesi in polimeri di nylon stampata appositamente per lei che le permette di alimentarsi di nuovo normalmente. C’è poi la storia di Turbo, un chihuahua nato con solo le due zampe posteriori. Un tecnico veterinario di Indianapolis lo ha adottato e pubblicando le sue foto su Twitter ha catturato l’attenzione del presidente della 3dyn di San Diego, un’azienda di prototipazione 3D, che ha deciso aiutare il cagnolino progettando e realizzando un piccolo carrello con ruote per dare sostegno e mobilità a Turbo. Ora è un cane felice e corre per tutto il giardino dalla mattina alla sera. Posso raccontarvi anche di Stumpy, una piccola tartaruga a cui si è dovuta amputare la zampa troppo ferita e infetta. In questa storia interviene un’intera classe della scuola elementare di May Howard. Durante le ore di pausa pranzo gli alunni si sono dati da fare con il software 3DTin e hanno cominciato a stampare i modelli di prova prove affinando via via i risultati: la nuova zampa di Stumpy doveva essere sufficientemente piccola per essere mossa facilmente ma anche grande al punto da assicurare il sostegno dell’animale. Alla fine i ragazzi si sono ispirati alle rotelle di una sedia presente in aula e la tartarughina è stata dotata di una specie di fondina, attaccata alla parte inferiore del corpo, a cui collegare delle rotelle intercambiabili che ne permettono un agevole movimento. Altre storie si stanno scrivendo in questo momento e altre ancora se ne scriveranno, ma in comune avranno tutte la certezza che la stampa 3D sta aiutando il mondo intero a vivere meglio. Lusiana Pasquini – Open Biomedical Initiative
  7. Abiti e accessori che integrano tecnologia e strumenti di misura, tecnologia indossabile - wearable - che può aiutare chi fa sport, tenendo controllati i parametri vitali dell'atleta. E la stampa 3D permette di realizzare indumenti su misura, adattabili alle esigenze di tutti. In un mondo che diventa sempre più competitivo e nel quale bisogna spingere al massimo le proprie prestazioni non ci sorprende che, soprattutto in campo sportivo, ci si debba confrontare ogni giorno con un numero consistente di incidenti e traumi. Tra i rischi che gli atleti si contendono su base giornaliera spiccano al primo posto i traumi cerebrali che possono a volte rilevarsi debilitanti se non addirittura mortali. Numerosi dispositivi creati per monitorare i parametri standard (come pressione, numero di pulsazioni, respirazione, concentrazione di ossigeno nel sangue) durante lo svolgimento di attività fisiche affollano ormai gli scaffali delle principali catene di articoli sportivi e non. Si tratta dei sempre più noti wearables, sistemi estremamente portatili, in grado di camuffarsi tra gli indumenti accompagnando con funzionalità smart gli esercizi fisici. Non sorprende quindi la notizia che alcuni produttori del mondo dello sport abbiano iniziato a sviluppare sistemi appositi per il monitoraggio di dati conseguenti un trauma, in particolare quello cranico. Un esempio è il Reebook Checklight della nota casa produttrice, che realizzando questo prodotto apre le porte allo sviluppo di una nuova gamma di soluzioni per controllare le condizioni fisiologiche seguite a urti della testa durante le attività atletiche, fungendo da ausilio per prevenire ed intervenire in caso di incidenti sportivi. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/02/innovativo-wearable-sport-2.jpg Il dispositivo, già vincitore dell’International Design Award unendo praticità e utilità, è costituito da una cuffia sensorizzata indossabile sotto i normali caschi di protezione. I sensori posizionati all’interno registrano le accellerazioni a cui è sottoposta la testa segnalando attraverso degli indicatori luminosi di diverso colore la forza dell’impatto. La commercializzazione di questo nuovo dispositivo è stata possibile anche grazie all’impiego della stampa 3D che ha permesso di ridurre notevolmente i costi di prototipazione. Sono state utilizzate non una ma ben cinque diversi tipi di tecnologie di stampa 3D, tra cui la stampa full-color per verificare i sistemi di illuminazione e stampe multi-materiale per le iterazioni di progettazione. Reebok Checklight è passato attraverso una miriade di versioni nel corso degli ultimi quattro anni che hanno portato alla riduzione delle dimensioni garantendo un maggiore livello di comfort. Infine, sono stati eseguiti 465 test di prova con 1500 unità di sperimentazione e prototipi attraverso 15000 test di caduta. La stampa 3D non solo ha aiutato nella progettazione del prodotto finale, ma anche nella realizzazione di modelli personalizzati per verificarne l’adattamento alla fisiologia umana. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/02/innovativo-wearable-sport-3.jpgLa collaborazione con Adafruit ha permesso inoltre di ottimizzare i sensori e la loro distribuzione all’interno della cuffia. Una volta attivato, il dispositivo segnalerà con una luce gialla una moderata accelerazione e con una luce rossa un impatto significativo. Il principio su cui si basa la misurazione è chiamato Head Injury Criteria (HIC). Questa metodologia utilizza la risultante lineare dell’ accelerazione misurata in un determinato intervallo di tempo. CheckLight utilizza l’accelerazione e il tempo per calcolare l’integrale della risultante lineare dell’accelerazione determinando la severità dell’impatto tramite confronto di questo valore con una soglia prefissata. Per fare un esempio, se su un periodo di misurazione di 36 ms otteniamo un valore HIC di 1000 questo equivale approssimativamente ad un’ accelerazione costante di 60g. Il dispositivo è anche dotato di una comoda spia che indica lo stato di carica della batteria ed è possibile scegliere diverse taglie per la cuffia. Non è difficile pensare all’applicazione di questo dispositivo anche in ambiti diversi da quello prettamente agonistico, basti pensare semplicemente ad attività comuni come andare in moto o in bicicletta. Il migliore attacco è una buona difesa insomma, come espresso dallo slogan usato dalla stessa Reebok. Ed anche in questo caso, la stampa 3D è riuscita a “difendere” bene l’innovazione al servizio dell’uomo e alle normali e a volte straordinarie attività che ci accingiamo ad eseguire ogni giorno, supportando lo sviluppo di nuovi approcci al campo sportivo e facilitando la loro diffusione con un deciso contenimento dei costi produttivi. Orlando Rossi - Open Biomedical Initiative
  8. Può una stampante 3D evitare un'operazione chirurgica e rendere meno invasiva una terapia farmacologica? Le ultime ricerche dicono di si. Dalla Louisiana arrivano bioplastiche adatte alla 3D print che permetteranno ai medici di stampare capsule con il giusto contenuto di farmaci, necessarie per terapie particolari e poi riassorbite dall'organismo. Il boom delle stampanti 3D e’ seguito soprattutto allo scadere dei numerosi brevetti che rendevano questa tecnologia appannaggio delle grandi industrie e aziende. Sembra strano, ma visto il ritmo incalzante dell’evoluzione della tecnologia, si può già parlare di stampanti 3D “classiche”, ormai strumenti di creazione popolari e quasi di massa, mentre in altri campi, come quello medico e biomedico, vengono introdotte proprio adesso pur mantenendosi ancora a prezzi elevati trattandosi in molti casi di applicazioni hi-tech che prevedono l’utilizzo di materiali bio-specifici di non facile produzione. Tuttavia, anche in campo medico il cambiamento sembra essere alle porte grazie alla comparsa delle prime soluzioni a basso costo. Una delle ultime importanti scoperte è stata realizzata dai ricercatori della Louisiana Tech University e riguarda i sistemi di drug delivery fin’ora impiegati in ambito medico. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/02/stampa-3d-terapia-farmacologica-2.jpg Allo stato attuale per facilitare il trattamento dei pazienti con antibatterici e altri chemioterapici si fa uso di matrici simil ossee che vengono impiantate nel corpo permettendo di rilasciare gradualmente il composto senza dover somministrare singole dosi distinte. Queste matrici consistono spesso in strutture a forma di “perle” che tuttavia non vengono riassorbite dall’organismo e devono essere rimosse per via chirurgica. Tutto questo fino a quando i dottorandi Jeffery Weisman, del programma di ingegneria biomedica e biologia, e Connor Nicholson, ingegnere dei nanosistemi, in cooperazione con il Dr. David K. Mills ed Extrusionbot, non hanno pensato di sfruttare le potenzialità della MakerBot Replicator 2 per sviluppare un proprio sistema di estrusione per stampare filamenti biocompatibili e sostituire le tradizionali perline. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/02/stampa-3d-terapia-farmacologica-33.jpg Il filamento in questione è costituito da una bioplastica che può essere riassorbita dal corpo umano evitando ulteriori interventi chirurgici. Come descritto dallo stesso Dr. Mills, ad un certo punto si è pensato se fosse possibile con opportuni materiali stampare in 3D (di cui i due team stavano già valutando altre applicazioni) le tradizionali perline per il delivery di antibiotici. Il materiale stampato, grazie alla flessibilità di fabbricazione, può essere facilmente manipolato e “arricchito” con antibiotici o altri farmaci, e una volta dentro il corpo viene naturalmente consumato nel corso del tempo. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/02/stampa-3d-terapia-farmacologica-4.jpg Le perle stampate possono essere modificate fino ad assumere una forma cava, aumentando l’area di superficie e permettendo così una più efficace modulazione del rilascio del farmaco. Allo stesso tempo è possibile localizzare e delimitare il trattamento, evitando la diffusione del farmaco a tutto il corpo e limitando danni al fegato e ai reni. Un altro vantaggio del metodo sviluppato dal Dr. Mills è che, lì dove l’aggiunta degli antibiotici nei metodi tradizionali richiede normalmente impianti industriali per assicurare una corretta dispersione del farmaco nella matrice, in questo la dispersione avviene su scala estremamente più limitata permettendo ai ricercatori un elevato livello di personalizzazione e sperimentazione nell’aggiunta degli addittivi ai livelli desiderati. Ma la grande rivoluzione portata dal team è che il materiale sviluppato può essere realizzato con qualsiasi stampante 3D, anche quelle consumer, permettendo a farmacisti ospedalieri e medici di riprodurre il filamento ovunque nel mondo per tentare nuovi metodi di terapia farmacologica in base alle necessità e casistiche individuali. Anche in questo caso, le stampanti 3D si sono mostrate strumenti perfetti per sperimentare nuove idee senza spese eccessive. Economica, flessibile, personalizzabile: questi i punti forti della stampa 3D, a cui aggiungere idee concrete per sviluppare soluzioni innovative al servizio dell’uomo. Valentino Megale
  9. Vi siete mai chiesti in cosa può trasformarsi un cuscinetto a ingranaggi? Tim, maker e blogger, lo ha trasformato in una pompa peristaltica utilizzabile in qualsiasi progetto in cui è necessario far muovere automaticamente e con precisione un liquido da un luogo all'altro. Per pompa peristaltica si intende un dispositivo che per funzionare sfrutta il principio della peristalsi cioè il transito di una strozzatura su un tubo, in modo da spingere il fluido contenuto in esso verso l’esterno. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/01/Peristaltic_pump.gif In particolare una pompa peristaltica rotatoria è costituita da una struttura rotante composta da due o più rulli che a loro volta girano attorno al loro asse. Con il loro spostamento i rulli ostruiscono volta per volta tratti adiacenti di tubo in modo tale che dopo che il primo rullo è passato, il tubo ritorna alla sua dimensione iniziale creando il vuoto e quindi il conseguente risucchio del fluido. La pompa è alimentata da un motore elettrico collegato direttamente alla struttura rotante principale. La quantità di liquido che viene spinto, ogni volta, fuori dal tubo viene determinato contemporaneamente dalla distanza interposta fra due rulli consecutivi e dalla velocità alla quale gira su se stessa la struttura rotante. Le pompe peristaltiche sono utilizzate principalmente per applicazioni mediche, per infondere sostanze come insulina, ormoni, farmaci come i narcotici oppure durante operazioni chirurgiche di bypass cardiopolmonari, permettendo di far circolare sangue e ossigeno attraverso il sistema esterno durante l’intervento. Vengono inoltre utilizzate per la chiarificazione e sterilizzazione per filtrazione di terreni di coltura usati per colture di cellule in laboratorio. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/01/pompa-peristaltica-stampa-3d-2.jpg Ciò non toglie che con un po’ di estro si possano trovare altre applicazioni, ad esempio potrebbero essere utilizzate in una serra per controllare il flusso dell’acqua in un sistema acquaponico! http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/01/pompa-peristaltica-stampa-3d-3.jpg Tim sul suo blog racconta di essersi ispirato all’ingranaggio planetario, il cui disegno è reperibile su Thingiverse. Come l’ingranaggio, la pompa è stampabile in un unico pezzo completo di rulli di movimento e non necessita quindi di nessun assemblaggio, al di là del montaggio del tubo flessibile. La pompa è azionata attraverso un dado esagonale standard di ¼ di pollice, ma si può facilmente personalizzare per includere il tipo di meccanismo necessario a generare il movimento. Potete vedere il meccanismo collegato ad un trapano in questo video che mostra la pompa in azione: Tim ha progettato la pompa in OpenSCAD e il suo file puo’ essere consultato al seguente link: http://tim.cexx.org/projects/3d/peristaltic.scad. Il disegno della pompa è completamente parametrico, in modo da poter regolare il diametro, l'altezza e la geometria del canale del tubo se è necessario. Pensate, inventate e stampate: con la stampa 3D rivoluzioneremo il mondo! Lusiana Pasquini
  10. Cina, innegabile potenza economica riuscita ormai a conquistarsi un posto privilegiato in quasi ogni settore, nota sia per il suo commercio a basso costo come per il suo grande impegno nello sviluppo del settore tecnologico, anche nel settore della biostampa 3D. Come diversi altri paesi, nel pieno della moderna Crisi, ha ben compreso che la tecnologia è la chiave per scardinare vecchi equilibri e rivoluzionare il proprio ruolo nel gioco di influenze che attraversano la società. La Cina è attualmente impegnata su tutti i fronti dell’innovazione, dai viaggi spaziali alla biotecnologia, dalla medicina fino, ovviamente, alla stampa 3D. Per quanto riguarda la fabbricazione digitale, la Cina rappresenta già da tempo la fortuna di tanti makers che, grazie ai mercati online orientali o ai prodotti importati, hanno potuto usufruire di elettronica a basso costo e a svariati modelli di stampanti 3D economiche, la cui qualità tende a salire nel tempo, come nei recenti modelli di DreamMaker presentati su Kickstarter. Ma in mezzo a tanta innovazione spunta anche quella che è la ricerca di frontiera della stampa 3D, ossia la biostampa. Dopo Organovo in USA e 3D Bioprinting Solutions in Russia, anche la Cina si presenta sulla scena internazionale con la sua fucina di idee grazie all’azienda Quingdao Unique. L’azienda cinese, già leader nel settore della stampa tradizionale, ha recentemente presentato la sua biostampante 3D di seconda generazione, la Anyprint B01CS. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/01/biostampa-3D-cina-stampante-3d-organi-economica2.jpg Si tratta di una macchina capace di realizzare strutture biologiche contenenti cellule e biomateriali di supporto appositamente studiati dalla Unique Technology. La stampa viene eseguita grazie a quattro ugelli che permettono la deposizione multi-materiale simultanea ad una velocità di circa 0.5 mm-150 mm/s e un’accuratezza dichiarata di 5 micron. Nei laboratori dell’azienda sono state già stampate cellule staminali di vario tipo, da cellule adipose a quelle stromali di cornea, con ottimi risultati in termini di vitalità cellulare durata più del previsto. E per i prossimi 5 anni sono in programma le prime stampe di cartilagine, cornea e tessuti vascolari. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/01/biostampa-3D-Cina-stampante-3D-organi-economica.jpg Ma la macchina presentata dalla Quingdao Unique ha un’ulteriore punto a suo favore, stiamo parlando ovviamente del prezzo. Si tratta probabilmente della prima biostampante 3D davvero economica, almeno per i canoni presenti, in quanto può essere acquistata a “soli” 19,000 euro, spedita e consegnata entro un mese. Un prodotto del genere può di fatti diventare appetibile per aziende di ricerca private ma anche ospedali e università e le tempistiche di distribuzione iniziano a far presagire un futuro che potrebbe appannarsi di aggettivi come consumer o di massa. Non possiamo sapere come esattamente si svilupperà, ma di sicuro la biostampa 3D sta iniziando la sua corsa per raggiungere il podio delle tecnologie di punta del mondo moderno. La Cina ha colto al volo le sue potenzialità e ha deciso così di investire nel suo sviluppo, le cui conseguenze possono essere appena intuite. La biostampa 3D avanza ancora silenziosa, relegata in laboratori di ricerca più che in fablab e scrivanie, ma se pensiamo al percorso seguito dalla stampa 3D e all’esplosione di creatività e innovazione da essa derivato, ciò che nascerà da una tecnologia capace di unire biologia e ingegneria avrà un impatto universale in tutti i campi, primo tra tutti medicina e salute. Valentino Megale
  11. Molte persone pensano che gli animali piu’ pericolosi in Kenia siano i leoni. Pero’ mentre gli attacchi di leoni sono piuttosto improbabili, una creatura molto più piccola colpisce ben 2,6 milioni di persone, di cui 1,5 milioni di bambini in età scolare. Questo famigerato essere è il jigger (o chigoe), un esemplare di pulce che può portare ad alcuni sintomi severi come ulcere, infiammazioni, infezioni secondarie (come il tetano) fino all’amputazione e in casi estremi anche la morte. Queste particolari specie di pulce non sono saltatrici per cui, insediandosi stabilmente nel terreno, l'area più comunemente colpita è il piede. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/01/Happy-Feet-scarpa-stampa-3d-Jigger-2.jpg Roy Ombatti, un giovane ventitreenne studente di ingegneria meccanica, pensatore critico e innovatore sociale, è stato finalista al 3D4D Challenge e cerca di utilizzare la stampa 3D per il bene sociale in modo analogo ad Open Biomedical Initiative. Ombatti ha un curriculum impressionante: ha co-fondato il programma Outreach FabLab Nairobi per i bambini, è uno Stanford Fablearn Fellow 2014, con due anni di sviluppo internazionale. E’ stato un alunno al Design Summit ed è uno sportivo appassionato. Lavorando insieme con Harris Nyali, anche lui studente di ingegneria meccanica presso l’università di Nairobi, ha sviluppato un concetto originale per utilizzare le moderne tecnologie al servizio della società e per il miglioramento delle condizioni di vita dei propri connazionali. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/01/Happy-Feet-scarpa-stampa-3d-Jigger-3.jpg Il concetto è semplice: coloro che sono colpiti da infezioni jigger hanno spesso deformità dei piedi e questo ha un pesante impatto sulla loro capacità di camminare. Con scarpe appositamente realizzate, i malati potrebbero recuperare la loro mobilità diminuendo al tempo stesso le possibilità di reinfezione. Ciò è particolarmente importante in una zona con tassi di infezione talmente elevati da far si che nel corso di un periodo di 20 mesi, circa 50.000 studenti abbandonano la scuola a causa di infezioni jigger. Con lo scopo di poter raggiungere le zone maggiormente colpite da questo tipo di infezioni da jigger, Ombatti e Nyali hanno ideato il progetto “Happy Feet” che, oltre a basarsi su un laboratorio mobile per potersi muovere sul territorio, utilizza bottiglie di plastica che possono essere riciclate ed utilizzate per creare il filamento da utilizzare nelle stampanti 3D. Questa caratteristica aggiunge una natura eco-friendly al progetto di queste particolari calzature. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/01/Happy-Feet-scarpa-stampa-3d-Jigger-4.jpg Il PET riciclato dalle bottiglie viene estruso utilizzando una stampante MakerBot Replicator e trasformato in scarpe. Ombatti è andato fino nei paesi Bassi per migliorare le conoscenze sulla stampa 3D e sulle tecniche di realizzazione delle calzature. Grazie a Baltan Laboratories e HIVOS, è riuscito a partecipare a diversi workshop e a mostrare i disegni del suo ambizioso progetto durante la Dutch Design Week. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/01/Happy-Feet-scarpa-stampa-3d-Jigger.jpg Gli obiettivi di questo progetto sono molteplici ed uniscono socialità, impegno umanitario ed ecologia. I giovani che volessero intraprendere questa strada potrebbero guadagnarsi da vivere realizzando direttamente scarpe ecosostenibili che possono essere utilizzate da chiunque, non solo per combattere le infezioni da jigger. La creazione sostenibile di scarpe su misura realizzate con materiali riciclati potrebbe avere un forte impatto economico sulle aree rurali in Kenya. Infatti, utilizzando per la stampa 3D plastica riciclata, darebbe un aiuto concreto alla conservazione ambientale del territorio ricco di bellezze naturalistiche nonchè rappresenterebbe un’importante occasione di impiego e impegno umano. Orlando Rossi
  12. Il 3D, qualunque sia il suo campo di applicazione, deve il suo successo perché rappresenta la più realistica maniera di rappresentare il mondo in cui viviamo. Dai videogames ai visori di realtà virtuale fino alla stampa 3D, in tutti questi ambiti il passaggio alla tridimensionalità ha permesso di aumentare la profondità e l'influenza della tecnologia nella vita di tutti i giorni, rendendola più concreta, fisica, capace di fuoriuscire dagli schermi digitali e da bit farsi materia, strumento, oggetto. É anche vero che molto la scienza può dire studiando il mondo con modelli bidimensionali, ma la vera natura della realtà che ci circonda è a 3 dimensioni e solo portandosi al suo livello è possibile coglierne la vera complessità e potenzialità. Tutto questo diventa particolarmente evidente nel campo della biostampa 3D. A partire dalla singola cellula fino a interi organismi complessi, la grande sfida della scienza è sempre stata comprendere il loro funzionamento riducendone la struttura a sistemi più semplici, limitati e in ambienti controllati, quelli che normalmente vengono chiamati studi in vitro. Moltissime ricerche non possono però limitarsi a questo tipo di studi e devono essere poi supportate da prove più “realistiche” come gli esperimenti in vivo su animali, lì dove, come si direbbe in campo ingegneristico, la ruota tocca la strada e si fanno i conti con la vera dinamica delle cose. Lavorare in 3D rappresenta anche per la biologia e la medicina uno strumento di incomparabile utilità, capace di ampliare l'orizzonte dei fenomeni indagabili. Aziende come Organovo sono nel pieno di questa rivoluzione e già al lavoro su neo-organi e neo-tessuti da stampare in 3D mediante deposizione di cellule, funzionanti alla stregua di quelli naturali. La metodica di Organovo però, molto simile alla stampa 3D FDM, non è l'unica via intrapresa dalla biostampa. Un'altra azienda americana infatti, la Nano3D Biosciences in collaborazione con la Rainbow Coral Corp, ha messo da poco a punto la biostampa 3D magnetica capace di unire questa tecnologia ad altre parole chiave dell'innovazione come nanotecnologia e levitazione magnetica. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/01/2.jpg Le cellule vengono organizzate in strutture tridimensionali, ispirandosi a quelle naturali in vivo, ma non vengono deposte da un estrusore. Prima della stampa le cellule sono trattate con nanoparticelle magnetiche, le cosidette NanoShuttle, che aderiscono alla membrana cellulare, di fatti magnetizzando le cellule stesse. Queste particelle contengono oro, ossido di ferro e un composto organico, la poli–L-lisina, capace di legarsi alle membrane senza modificare il metabolismo delle cellule e indurre alcun tipo di effetto tossico. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/01/3.jpg Ed è a questo punto che Nano3D Biosciences spicca il balzo con la sua macchina chiamata Bio-Assembler. Deposte su apposite piastre, la disposizione delle cellule viene dinamicamente modificata per mezzo di magneti che le fanno letteralmente levitare, riorganizzandole in aria. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2015/01/4.jpg Tutto questo senza l'uso di “scheletri artificiali” o mezzi liquidi particolari, aumentando nettamente la rapidità con cui viene preparata la coltura cellulare e facilitando ogni passaggio necessario per la crescita del tessuto o organo. Questa metodica è stata già utilizzata per ricreare una coltura di cellule tumorali del seno in poco meno di 24 ore, con densità e struttura regolabile a piacimento, per la sperimentazione di un nuovo farmaco antitumorale. É evidente come simili innovazioni possano davvero stravolgere la concezione di studi quali le sperimentazioni farmacologiche (compresa la problematica delle sperimentazioni animali) e spingere la biologia più vicina “al livello” della complessità reale dei sistemi biologici. Valentino Megale
  13. Dalla 3Dynamic Systems Ltd (3DS) arriva una notizia che fa ben sperare tutti coloro che aspettano un trapianto per tessuti. Il dottor Daniel J. Thomas, Senior Research Officer presso il College of Engineering's Welsh Centre for Printing and Coating (WCPC), si sta prodigando per la messa a punto di due macchine, Alfa e Omega, in grado di utilizzare la tecnica additiva layer-by-layer, propria delle stampanti 3D, per la costruzione tridimensionale di tessuti con materiali biologicamente attivi. Questi materiali sono a base di cellule staminali con proprietà biologiche definite che permettono la fabbricazione di specifici tessuti viventi. Al momento la società sta lavorando per realizzare ossa trapiantabili e tessuti complessi su richiesta. Tutti i sistemi della 3Dynamic sono controllati autonomamente da un software e hanno sensibili componenti elettronici e meccanici che permettono una più elevata precisione rispetto alle stampanti 3D tradizionali. In particolare sono due le modalità di stampa: - precisione 10 micron, velocità fino a 50 mm/s - precisione 2 micron, velocità fino a 2 mm/s. 3Dynamic Alphahttp://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2014/12/3Dynamic-tessuti-umani-stampa-3D-3.jpgLa Serie 3Dynamic Alpha è stata progettata per la stampa di tessuto osseo per estrusione: il deposito accurato di calcio osseo a base di fosfato mira a ripristinare la geometria anatomica persa a causa di fratture scomposte. Questo materiale è depositato insieme ad un fattore di crescita derivato dalle piastrine che ha lo scopo di creare l’ambiente adatto alla generazione dei tessuti attraverso la specializzazione delle cellule staminali e alla formazione di strutture di supporto dei tessuti stessi, tra cui i vasi sanguigni. 3Dynamic Omegahttp://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2014/12/3Dynamic-tessuti-umani-stampa-3D-4.jpg La Serie 3Dynamic Omega è invece dedicata alla stampa di tessuti molli eterogenei, come muscoli, adipe e pelle. Si utilizza un gel bioattivo misto a fattori di crescita e proteine che vanno a costituire il supporto del tessuto stampato. Al momento questi prodotti sono molto richiesti per la sperimentazione farmaceutica. L’obiettivo della ricerca è la fabbricazione di tessuti come vasi sanguigni, fibre nervose, tessuto cardiaco e altri, con materiali biocompatibili che includono l’acido polilattico (PLA), l’Acido poliglicolico (PGA), i derivati ​​di polietilene glicole (PEG), fibrina, elastina, collagene, alginato e agarosio. I dati morfologici per la stampa possono essere prelevati da TAC, disegni 3D e dati di scansione laser 3D. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2014/12/3Dynamic-tessuti-umani-stampa-3D-5.jpg Il Dr Thomas ci trova concordi nell’affermare che la tecnologia sviluppata da 3DS potrebbe un giorno trasformare il campo della medicina ricostruttiva arrivando alla sostituzione diretta di parti del corpo con tessuti umani costruiti “su misura” per il paziente. Una rivoluzione bio-tecnologica alle porte che si sta sviluppando a ritmi straordinariamente rapidi. Lusiana Pasquini
  14. Chi quest'anno ha partecipato alla seconda edizione della Maker Faire di Roma ha visto come uno dei temi più caldi dell'innovazione sia la stampa 3D applicata al campo della biomedica e della chirurgia. Non più una tecnologia di nicchia, la stampa 3D si sta diffondendo nei più svariati campi, rivoluzionando approcci e soluzioni e portando la personalizzazione verso nuove frontiere tutte da sperimentare. Tale tecnologia inizia intanto a uscire dai primi incubatori di idee quali FabLab e Makerspace per conquistare ambienti accademici e altamente specialistici, dimostrandosi estremamente flessibile e assicurando una gamma di creatività fin'ora inconcepibile. Una delle ultime notizie a tal proposito riguarda un gruppo di medici, in Cina, che hanno effettuato il primo intervento chirurgico al mondo di sostituzione di vertebra utilizzando una versione personalizzata creata con una stampante 3D. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2014/12/intervento-colonna-spinale-stampa-3d-2.jpg L'operazione ha interessato un ragazzo di 12 anni, Minghao, finito in ospedale dopo essersi rotto una vertebra del collo durante una partita di calcio. Analisi più approfondite hanno poi portato alla scoperta di un tumore alla seconda vertebra cervicale (C2), necessariamente da rimuovere per evitare lesioni irreversibili al midollo spinale. A capo dell'operazione, il team di chirurghi della Peking University Third Hospital di Pechino, guidati dal direttore del dipartimento Liu Zhongjun, che hanno deciso di seguire un approccio innovativo nella sostituzione della vertebra. Per la prima volta al mondo nella chirurgia spinale ortopedica, infatti, la sostituzione è stata accompagnata dalla personalizzazione della vertebra stessa, realizzata mediante stampa 3D. Dopo aver rimosso la vertebra naturale, i chirurghi hanno posizionato un innesto tra la prima e la terza vertebra. Secondo il dottor Liu, utilizzando le soluzioni tradizionali, dopo l’intervento la testa del paziente deve essere racchiusa con un sistema di perni, onde evitare che questa tocchi il letto a riposo e deve mantenere questa posizione per almeno tre mesi. Con la tecnologia di stampa 3D invece è possibile simulare la forma della vertebra molto più efficacemente rispetto ai metodi classici. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2014/12/intervento-colonna-spinale-stampa-3d-3.jpg Mentre gli impianti stampati in 3D sono ancora in fase di sperimentazione clinica, i primi dati mostrano un recupero particolarmente rapido delle condizioni fisiche nonchè assenza di effetti collaterali indesiderati o reazioni avverse. La stampa 3D permette di realizzare strutture specifiche capaci di riproporre la complessità morfologica delle parti anatomiche. Le protesi ortopediche attuali infatti sono spesso forme geometriche semplificate dei corrispettivi biologici e non assicurano un’adesione sempre efficace. Le stesse strutture stampate in 3D sono invece capaci di adattarsi perfettamente aumentando la qualità dell’adesione. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2014/12/intervento-colonna-spinale-stampa-3d-4.jpg Un altro aspetto, per quanto riguarda le strutture ossee, è che la stampa 3D permette di realizzare strutture di metallo poroso. Come descritto da Liu Zhongjun, gli studi pre-clinici hanno indicato come l'osso possa crescere nei pori del metallo aumentando la resistenza dell'impianto stesso. Le protesi in 3D si adattano così completamente all'osso e di conseguenza riducono non solo la pressione su di esso, ma permettono anche la sua crescita negli impianti. Sotto questo aspetto gli impianti stampati in 3D si dimostrano più affidabili di quelli tradizionali riducendo al minimo gli effetti collaterali post operatori, sia meccanici che fisiologici. Ancora una volta sembra che proprio con la stampa 3D l’uomo abbia trovato il modo di far parlare efficacemente la sua complessità naturale con la tecnologia. Valentino Megale
  15. L'Italia si sà, tra varie cose, è vista come il paese degli inventori, Leonardo da Vinci, Guglielmo Marconi, Enrico Fermi, Alessandro Volta, tutti italiani ed inventori di secoli passati che hanno preceduto i meno conosciuti, ma altrettanto indispensabili, artigiani del 1900, con l'aggiunta di "digitali" nel XXI secolo. Ma l'Italia è vista anche come uno dei paesi più all'avanguardia in ambito biomedicale, soprattutto in quello della ricerca dove, nonostante i mezzi a disposizione, costantemente spunta un nome italiano in alcuni tra i più importanti traguardi degli ultimi decenni. Nel tentativo di unire questi due mondi col collante del making, dell’open source, della stampa 3D, nel Novembre 2014 due realtà rappresentative dei due ambienti di cui sopra, hanno stretto una forte collaborazione: Sharebot e Open BioMedical Initiative. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2014/12/3.jpg Sharebot è l'azienda leader in Italia ed una delle più importanti in Europa per quanto riguarda la prototipazione rapida, inoltre l'unica al mondo insieme a 3D System ad avere stampanti 3D basate su ben tre diverse tecnologie (FFF, SLS, DLP). Recente è la collaborazione con Arduino che ha dato il via alla produzione di “Materia101”, la prima stampante 3D a marchio Arduino basata sulla famosa scheda open source. Da un lato la costante ricerca di nuove sfide ingegneristiche per migliorare i propri prodotti, dall'altro il forte impegno a diffondere il concetto di stampa 3D nella fascia consumer (di poche settimane è la presentazione della collana di fascicoli in edicola Costruisci la tua Stampante 3D) pongono la Sharebot come una realtà molto dinamica e attenta a tutto ciò che ruota attorno al mondo della stampa 3D. Open BioMedical Initiative (OBM) è un’organizzazione no-profit, strutturata in una community online a libero accesso, per lo sviluppo e la distribuzione di tecnologie biomedicali open source, low-cost e stampabili in 3D. Nasce nell'aprile 2014 dall’idea che la biomedica tradizionale, pur avendo un bacino di potenziali utenti enorme, permette solo a pochi di usufruire davvero di queste tecnologie trattandosi di prodotti molto complessi e quindi anche molto costosi. Basti pensare che migliaia di uomini, donne e bambini nel mondo, a causa di eventi come guerre, povertà e malattie, vedono la propria vita sconvolta, spesso irreversibilmente come nel caso della perdita di un arto o di un figlio nato prematuramente. Al momento porta avanti due progetti protesici ed uno di neonatologia, oltre ad una linea editoriale propria ed a costanti eventi sul territorio italiano. In tutti questi ambiti, l’OBM Initiative si impegna a cogliere al meglio le potenzialità offerte dalla rete, sfruttando la forza della collaborazione virtuale per dare a tutti l’opportunità di partecipare attivamente ai progetti. Una biomedica per tutti, costruita dall’impegno e dalla passione di tutti coloro che desiderano “fare” per “aiutare”. Ecco allora che le due realtà appena descritte, attivamente impegnate a dare una personalità alle tecnologie del futuro, stringono ufficialmente una collaborazione per portare su un nuovo livello il lavoro di entrambe. L’obiettivo di tale partnership è da un lato di integrare in modo costruttivo la tecnologia di fabbricazione digitale di Sharebot con la sua applicazione pratica in ambito biomedicale, avvalendosi dell’esperienza biomedicale della community sempre più numerosa dell’OBM Initiative. Dall’altro lato l’Open BioMedical Initiative potrà usufruire di stampanti 3D di alta qualità nello studio e nella ricerca dei propri progetti, avendo accesso al know-how ed al supporto degli esperti di Sharebot. http://www.stampa3d-forum.it/wp-content/uploads/2014/12/4.jpg Entrambe le realtà cercheranno quindi in integrare le proprie conoscenze sviluppate in mesi ed anni per costruire un percorso comune, nella divulgazione (tramite eventi e reciproco scambio di materiale) e nella ricerca e test dei vari progetti.. Si uniranno così le forze per educare più persone al making, anche in ambito biomedicale e per sviluppare tecnologie al servizio dell’uomo e della sua salute. Ma innovazione è una sfida che non significa solo fare in modo nuovo, ma anche pensare in modo nuovo. L’applicazione biomedicale della stampa 3D basata su una libera condivisione dei contenuti, tecnologie maggiormente accessibili e delocalizzazione della ricerca e produzione sono quanto mai una grande opportunità di riflessione comune per proporre nuovi modelli del fare e del creare, potenzialmente poi utili in ogni altro campo. Se aiutare significa anche suggerire le basi per il cambiamento, ora più che mai possono farlo insieme, Sharebot e Open BioMedical Initiative.
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