La pelle stampata sostituirà i test sugli animali
Modelli di pelle con cellule viventi
Un gruppo di ricerca della TU Graz e del Vellore Institute of Technology in India sta sviluppando un'imitazione della pelle stampata in 3D e dotata di cellule viventi per testare le nanoparticelle dei cosmetici senza test sugli animali.
La direttiva 2010/63/UE ha stabilito restrizioni alla sperimentazione animale per i test dei cosmetici e dei loro ingredienti in tutta l'UE. Pertanto, è in corso un'intensa ricerca di alternative per testare l'assorbimento e la tossicità delle nanoparticelle provenienti da cosmetici come le creme solari. Un team di ricercatori dell'Università di Tecnologia di Graz (TU Graz) e del Vellore Institute of Technology (VIT) in India sta lavorando allo sviluppo di imitazioni della pelle che imitano la struttura tissutale a tre strati e la biomeccanica della pelle umana. Tali imitazioni possono essere prodotte con la stampa 3D e consistono in formulazioni di idrogel stampate insieme a cellule viventi. I primi modelli di pelle sono ora pronti per i test sulle nanoparticelle.
Idrogeli in cui le cellule della pelle sopravvivono e crescono
"Gli idrogel per l'imitazione della pelle ottenuti con la stampante 3D devono soddisfare una serie di requisiti", spiega Karin Stana Kleinschek dell'Istituto di Chimica e Tecnologia dei Sistemi Biobased della TU Graz. "Gli idrogeli devono essere in grado di interagire con le cellule cutanee vive. Queste cellule non solo devono sopravvivere, ma devono anche essere in grado di crescere e moltiplicarsi". Il punto di partenza per strutture stabili e stampabili in 3D sono le formulazioni di idrogel sviluppate alla TU Graz. Gli idrogel sono caratterizzati da un elevato contenuto di acqua, che crea le condizioni ideali per l'integrazione e la crescita delle cellule. Tuttavia, l'elevato contenuto di acqua richiede anche metodi per la stabilizzazione meccanica e chimica delle stampe 3D.
La TU Graz sta lavorando intensamente sui metodi di reticolazione per la stabilizzazione. Idealmente, seguendo l'esempio della natura, la reticolazione avviene in condizioni molto blande e senza l'uso di sostanze chimiche citotossiche. Dopo una stabilizzazione riuscita, i partner della cooperazione in India testano la resistenza e la tossicità delle stampe 3D in coltura cellulare. Solo quando le cellule della pelle nell'idrogel sopravvivono in coltura cellulare per due o tre settimane e sviluppano tessuto cutaneo, si può parlare di imitazione della pelle. Questa imitazione della pelle può poi essere utilizzata per ulteriori test cellulari sui cosmetici.
Test di successo
I primi test sugli idrogel stampati in 3D in coltura cellulare hanno avuto molto successo. I materiali reticolati non sono citotossici e sono meccanicamente stabili. "Nella fase successiva, i modelli stampati in 3D (imitazioni della pelle) saranno utilizzati per testare le nanoparticelle", afferma Karin Stana Kleinschek. "Questo è un successo per la ricerca complementare della TU Graz e della VIT. La nostra pluriennale esperienza nel campo della ricerca sui materiali per l'imitazione dei tessuti e quella della VIT nella biologia molecolare e cellulare si sono completate perfettamente. Ora stiamo lavorando insieme per ottimizzare ulteriormente le formulazioni dell'idrogel e convalidarne l'utilità come sostituto degli esperimenti sugli animali."
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