3d bioprinting graft scaffolds a base di fibroina della seta per applicazione clinica di rigenerazione tissutale

Lo studio ha previsto prima una scansione con TC-doppia energia (TC-DE) di pezzi anatomici da cadaveri (ossa e tessuti molli) per definire i parametri di scansione TC, necessari al successivo utilizzo sul paziente. Successivamente è stato analizzato il miglior rapporto tra dose radiante erogata e qualità̀ dell’immagine e valutati i sistemi di riduzione di dose (VEO e ASIR) e degli artefatti metallici (GSI e MAR). Il sistema VEO ha permesso una ottimale valutazione del tessuto osseo con una riduzione di dose di oltre il 50% rispetto al sistema ASIR; con il sistema GSI abbiamo individuato i livelli mono-energetici che meglio riducessero gli artefatti da protesi metallica e utilizzato il software MAR per ridurre gli artefatti post-processing. Le immagini sono state importate in formato DICOM in un software dedicato per la loro visualizzazione, segmentazione e processazione per riprodurre l'anatomia del tessuto osseo. La stampa di scaffold 3D che riproducessero il tessuto originale è stata effettuata mediante un Bioplotter. Il Bioink a base di fibroina della seta è stato utilizzato per realizzare lo scaffold e, definita l'archittettura d'interesse, sono stati ottimizzati i parametri di stampa. Sono stati utilizzati un bioink senza calcio (SFG) e uno con cloruro di calcio (SFG-CaCl2). Le cellule mesenchimali (MSCs) sono state inglobate nei bioinks e si è evidenziato che in entrambi i bioinks le cellule erano distribuite in modo omogeneo ed erano vitali a tutti i tempi sperimentali (giorno 1, 7, 14, 21) analizzati. Utilizzando specifici fattori osteogenici (FO) si è indotto in entrambi i bioinks il differenziamento cellulare in senso osteogenico. In particolare, in presenza di FO si è evidenziato un incremento della mineralizzazione nel bioink SFG-CaCl2 rispetto a quella ottenuta nel bioink SFG. Inoltre, in assenza di FO solo nel bioink SFG-CaCl2 si è notata la presenza di precipitati di calcio indicativi dell’avvenuto differenziamento osteogenico.