Zurigo: realizzati microstent stampati 3D in materiale a memoria di forma

I ricercatori del Politecnico federale di Zurigo hanno presentato un innovativo approccio di stampa 3D che ha permesso di produrre dei microstent in materiale a memoria di forma che presentano dimensioni 40 volte più piccole rispetto a quelle ottenibili tramite gli attuali metodi di produzione. Lo scopo? Rendere possibile il trattamento della stenosi delle vie urinarie, ovvero il restringimento o l’ostruzione del canale dell’uretra, nei feti.

L’innovativo metodo di produzione è stato battezzato dai ricercatori stessi “stampa 4D indiretta” ed è stato presentato in un articolo pubblicato su Advanced Materials Technologies.

Microstent: una soluzione all’avanguardia

La stenosi uretrale è una delle anomalie delle vie urinarie più frequenti nei bambini e può persino presentarsi nei feti. Al fine di prevenire l’accumulo di livelli di urina potenzialmente letali nella vescica, i chirurghi pediatrici devono spesso ricorrere alla rimozione chirurgica della sezione ristretta dell’uretra.

Questa soluzione invasiva potrebbe essere tuttavia evitata se fosse possibile inserire uno stent in grado di allargare la sezione dell’uretra quando il feto si trova ancora nell’utero. Tuttavia, nonostante gli stent siano già stati usati per trattare i vasi coronarici bloccati, il tratto urinario dei feti è molto ristretto e, sfortunatamente, non è stato fin ora possibile realizzare degli stent con dimensioni così ridotte.

Proprio a questo scopo, i ricercatori di Zurigo hanno ideato un metodo all’avanguardia per realizzare delle strutture altamente dettagliate di 100 micrometri di diametro, una dimensione decisamente inferiore rispetto agli standard.

Abbiamo stampato lo stent più piccolo del mondo con particolari 40 volte più piccoli di qualsiasi altro prodotto finora.

Afferma Carmela De Marco, prima autrice dello studio. 

In cosa consiste la stampa 4D indiretta?

Per prima cosa, i ricercatori hanno utilizzato un fascio laser per realizzare un modello sacrificale, ovvero uno stampo che funge da negativo in 3D e che può essere in seguito disciolto tramite un solvente. Successivamente, lo stampo è stato riempito con un polimero a memoria. Nel passaggio finale, lo stampo è stato disciolto in un bagno di solvente.

La “quarta dimensione” dei microstent è dovuta alle caratteristiche a memoria di forma del materiale utilizzato. In poche parole,  anche se il materiale viene deformato, questo è in grado di riacquistare la forma originale quando viene riscaldato.

“Il polimero a memoria di forma è adatto per il trattamento di stenosi uretrali. Quando compresso, lo stent può essere spinto attraverso l’area interessata. Quindi, una volta in posizione, ritorna alla sua forma originale e allarga l’area ristretta del tratto urinario.” Afferma il chirurgo pediatrico Gaston De Bernardis.

Una strada ancora lunga

La stampa 4D indiretta può essere utilizzata per creare anche altre strutture. Ad esempio, il team di De Marco ha ottenuto delle eliche in idrogel caricate con nanoparticelle magnetiche.

Tuttavia, i ricercatori sottolineano che, nonostante le potenzialità della stampa 4D indiretta, i microstent sono ancora in fase di sperimentazione e sarà necessario attendere tempi piuttosto lunghi prima di poterli vedere in azione. Prima di poter condurre studi sull’uomo gli stent dovranno infatti essere testati su modelli animali.

Secondo De Marco, i risultati iniziali sono comunque promettenti:

Crediamo fermamente che i nostri risultati possano aprire la porta allo sviluppo di nuovi strumenti per la chirurgia mini-invasiva.