In che modo le stampanti 3D potrebbero contribuire a migliorare l’accesso alle cure oculistiche

Negli ultimi anni, l’uso della stampa 3D nel settore sanitario ha visto un aumento.

La stampa 3D è già stata utilizzata per la creazione di determinati impianti e protesi. E sono attualmente in corso ricerche sulle modalità di utilizzo della stampa 3D per organi e tessuti umani, nonché per i farmaci.

Ora, gli scienziati del Center for Ocular Research & Education (CORE) dell’Università di Waterloo in Ontario, Canada, hanno recentemente presentato una ricerca durante l’incontro annuale ARVO 2023 che mostra come la stampa 3D potrebbe essere potenzialmente utilizzata nella cura degli occhi.

Le potenziali applicazioni della stampa 3D includevano la somministrazione di farmaci oculari, lenti a contatto biodegradabili e un modello di occhio biostampato in 3D che potrebbe essere utilizzato per testare i farmaci somministrati attraverso l’occhio.

I risultati non sono stati ancora pubblicati in una rivista sottoposta a revisione paritaria.

A differenza di una stampante standard che stampa parole e foto su un foglio di carta piatto, la stampa 3D crea un vero e proprio oggetto tridimensionale.

La stampante 3D lo fa utilizzando strati di materiale "stampanti". Questi strati continuano a costruire e modellare l'oggetto che sta stampando. Per questo motivo la stampa 3D è considerata una tecnologia additiva.

Per stampare oggetti in 3D è possibile utilizzare una varietà di materiali tra cui plastica, metalli, compositi e ceramica.

Per quanto riguarda i dispositivi medici per la stampa 3D, la Food & Drug Administration (FDA) attualmente regola questi articoli attraverso il suo Center for Devices and Radiological Health (CDRH).

Secondo il dottor Alex Hui, responsabile delle bioscienze presso il Center for Ocular Research & Education (CORE) dell’Università di Waterloo, il vantaggio principale della stampa 3D è la flessibilità.

“La stampa 3D apre nuove strade per la produzione rapida, su richiesta e personalizzata di dispositivi oculari, che vanno da occhiali, lenti a contatto o inserti oculari per la somministrazione di farmaci”, ha dichiarato a Medical News Today. "Possiamo anche sfruttare questa tecnologia per realizzare modelli oculari in vitro migliori per lo screening di farmaci o per testare nuovi prodotti oculari".

“Sebbene il potenziale della stampa 3D nella cura degli occhi sia piuttosto promettente, siamo ancora piuttosto lontani da questa realtà”, ha aggiunto Hui. “Questo è proprio il motivo per cui abbiamo deciso di portare avanti questa ricerca, contribuendo a colmare il divario tra la stampa 3D e le applicazioni oftalmiche”.

Questa non è la prima volta che gli scienziati esaminano la stampa 3D per la salute degli occhi. Uno studio del dicembre 2022 ha mostrato come la biostampa 3D potrebbe essere utilizzata per creare tessuto oculare. Altre ricerche hanno esaminato la stampa 3D per lenti a contatto e lenti intraoculari.

“Dal punto di vista del consumatore, la stampa 3D consente di produrre potenzialmente dispositivi medici presso il punto di cura, ad esempio in ufficio o a casa”, ha affermato Hui. "L'applicazione più utile sarà per le situazioni che necessitano di un design personalizzato, una tantum o speciale per un paziente unico. Prevediamo che questa tecnologia potrebbe avere un impatto importante nelle lenti sclerali, nell'ortocheratologia e nella somministrazione di farmaci dove i prodotti personalizzati sono altamente desiderabili. Anche i prodotti che hanno una durata di conservazione breve o che richiedono settimane o mesi per essere prodotti possono trarre vantaggio da questa tecnologia."

Tre delle innovazioni della stampa 3D ruotavano attorno alla realizzazione e all’uso di chip microfluidici di polidimetilsilossano (PDMS) stampati in 3D.

I ricercatori hanno esaminato l’utilizzo di questo chip per testare le risposte delle cellule oculari a determinate condizioni, nonché l’utilizzo del chip per realizzare una lente a contatto in grado di testare i farmaci somministrati attraverso gli occhi.

Inoltre, gli scienziati sono riusciti a incorporare cellule epiteliali corneali umane (HCEC) nel chip PDMS da utilizzare negli studi biologici sulle cellule.

"I dispositivi microfluidici sono uno strumento comune utilizzato nella ricerca e nella diagnostica", ha spiegato Hui. "Ad esempio, consideriamo le strisce reattive COVID che utilizzano principi simili, in cui solo una piccola quantità di fluido viene sfruttata per ottenere informazioni. Quelle realizzate con PDMS vengono utilizzate principalmente per la ricerca contenente cellule, ma il processo tradizionale per realizzare dispositivi microfluidici PDMS è piuttosto lungo e costoso."

"CORE ha sfruttato la stampa 3D come un modo per facilitare questo processo, consentendoci di creare elementi di progettazione che normalmente non sarebbero possibili utilizzando approcci tradizionali", ha continuato. "Utilizziamo questi chip PDMS per testare e selezionare nuovi farmaci e prodotti sulle cellule in termini di sicurezza ed efficacia. Possiamo anche progettare questi chip in futuro come strumento diagnostico, ad esempio per rilevare biomarcatori del film lacrimale per specifiche malattie dell'occhio, in un percorso relativamente rapido dalla progettazione ai primi prototipi."