Apporto proporzionale di sostanze nutritive per una rigenerazione dei tessuti sicura ed efficace
Anche se l'utilizzo dei bioreattori a perfusione si è dimostrato efficace nell'incremento del trasporto delle sostanze nutritive, spesso il processo può diventare controproducente se le cellule coltivate sono sottoposte a sollecitazioni meccaniche dannose. Se però si diminuisce la velocità di perfusione per ridurre al minimo questi effetti negativi, si ripresenta il problema dell'insufficienza dell'apporto di sostanze nutritive. Lo scopo del progetto Transmex ("The balance between transport and mechanical issues in 3d regenerative tissues, using the perfusion bioreactor") era l'individuazione del giusto equilibrio tra i benefici nel nutrimento grazie alla perfusione e la mortalità delle cellule associata a questo procedimento. In particolare, il progetto finanziato dall'UE si proponeva di creare un modello di deformazione delle cellule indotta dai fluidi nei prodotti dell'ingegneria tissutale. Nel corso delle attività volte a individuare vantaggi e limiti della perfusione dei materiali per lo sviluppo di neotessuti, i ricercatori hanno regolato opportunamente il meccanismo della perfusione definendo i parametri entro cui questo procedimento rimane utile e produce benefici. I risultati hanno dimostrato chiaramente la necessità di identificare la capacità operativa dei sistemi a perfusione e il modello scaffold delle cellule. In tal modo, si può applicare in maniera proficua una strategia di coltura per un apporto efficiente di sostanze nutritive evitando di sottoporre le cellule e i relativi scaffold di semina cellulare a pressioni nocive. Dal momento che la pressione accumulata dal bioreattore durante la perfusione diretta non può essere evitata, i tempi di perfusione logicamente sono fondamentali per evitare danni ai tessuti e non compromettere le colture. Siccome le pressioni e i tempi variano da sistema a sistema, i partner del progetto Transmex hanno proposto l'adozione di strategie di ingegneria tissutale da adattare a seconda del sistema utilizzato. In questo modo, sarà possibile tenere sotto controllo la pressione differenziale in un sistema di coltura cellulare e creare profili temporali in cui la pressione diventa nociva in base a un intervallo di portate. Il monitoraggio online durante la coltura a perfusione implica innalzamenti e abbassamenti di portate per ottimizzare l'apporto di sostanze nutritive alle cellule mantenendo la pressione entro limiti di sicurezza. I risultati del progetto Transmex potranno essere utili agli scienziati e ai clinici per sviluppare strategie ottimali per la rigenerazione dei tessuti. I progressi compiuti in questo settore saranno di indubbia utilità per il sistema di assistenza sanitaria internazionale per ridurre gli oneri sostenuti per la gestione delle malattie costose.
