Utilizzando tecnologie avanzate di ingegneria tissutale e una stampante 3D, i ricercatori Weill Cornell Medicine e Cornell Engineering di New York hanno prodotto una replica di un orecchio umano adulto, completa di anatomia naturale e proprietà biomeccaniche corrette. Pubblicato su Acta Biomaterialia, lo studio offre una speranza concreta per coloro che affrontano malformazioni congenite o perdono un orecchio durante la vita
Malformazioni dell’orecchio
Indice dei contenuti
Le malformazioni congenite dell’orecchio sono anomalie strutturali che si verificano durante lo sviluppo fetale. Si manifestano in varie forme e gradi di gravità e possono coinvolgere l’orecchio esterno, il condotto uditivo esterno, il timpano o le strutture dell’orecchio interno.
Tra le più comuni dell’orecchio esterno ci sono la microtia, caratterizzata da un orecchio esterno sottosviluppato o assente, e “l’orecchio a coppa” o “compresso“, in cui l’organo assume una forma di conchiglia. Altre malformazioni che coinvolgono il condotto uditivo esterno o il timpano causano problemi uditivi.
Queste malformazioni congenite possono colpire un numero significativo di persone. Ad esempio, la microtia si stima che interessi circa 1 su 6.000-12.000 nati vivi, con una prevalenza leggermente maggiore nei maschi rispetto alle femmine. Tuttavia, la frequenza esatta varia a seconda della regione geografica e dell’etnia.
Attualmente, il trattamento delle malformazioni congenite dipende dalla gravità del difetto e dalle esigenze specifiche del paziente. Tra le opzioni di trattamento ci sono interventi chirurgici ricostruttivi per correggere le deformità dell’organo esterno, che utilizzano tessuti prelevati da altre parti del corpo o materiali sintetici. In alcuni casi, possono essere necessari interventi ripetuti nel corso del tempo per ottenere risultati estetici e funzionali soddisfacenti.
Per le malformazioni dell’orecchio interno o altre condizioni che influenzano l’udito, possono essere necessarie terapie uditive come l’uso di protesi acustiche o impianti cocleari in grado di migliorare la capacità uditiva del paziente.
Oggi però c’è una novità…
Uno studio rivoluzionario
«L’attuale approccio alla ricostruzione dell’orecchio, richiede una serie di interventi chirurgici complessi e un’eccezionale “abilità artistica” da parte dei chirurghi».
A sottolinearlo, il dottor Jason Spector, capo della divisione di chirurgia plastica e ricostruttiva del NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center e professore di chirurgia (chirurgia plastica) alla Weill Cornell Medicine. Spesso, per creare un orecchio sostitutivo, viene utilizzata la cartilagine prelevata dalle costole del paziente, un processo che può essere doloroso e lasciare cicatrici permanenti. Nonostante gli sforzi dei chirurghi nel modellare l’innesto affinché assomigli all’orecchio originale del paziente, spesso manca la stessa flessibilità e naturalezza.
Il futuro a portata d’orecchio
I ricercatori hanno sviluppato un metodo per produrre innesti che replicano l’orecchio umano adulto in modo realistico, utilizzando una stampante 3D e tecniche avanzate di ingegneria tissutale. Questi innesti offrono un’opzione che potrebbe sembrare e comportarsi in modo più naturale rispetto ai tradizionali metodi di ricostruzione.
Con la nuova tecnologia, la necessità di prelevare cartilagine dalle costole del paziente potrebbe essere eliminata, riducendo così il dolore e il rischio di complicazioni legate alla chirurgia. Inoltre, gli innesti prodotti possono offrire una maggiore flessibilità e adattabilità, consentendo risultati più personalizzati e soddisfacenti per il paziente.
Questo sviluppo rappresenta una svolta significativa nel campo della chirurgia ricostruttiva dell’orecchio e offre speranza a migliaia di persone affette da malformazioni congenite o che hanno subito traumi che hanno causato la perdita dell’orecchio. Se confermata l’efficacia, questa tecnica potrebbe diventare un’opzione di trattamento più accessibile e efficace per coloro che necessitano di correzioni dell’orecchio esterno.
Dettagli sullo studio
La ricerca per produrre innesti di orecchio più naturali ha portato i ricercatori a esplorare l’impiego dei condrociti, le cellule responsabili della costruzione della cartilagine. In precedenti studi, il dottor Spector e il suo team avevano utilizzato condrociti provenienti da fonti animali per colonizzare una struttura di collagene, un componente essenziale della cartilagine. Sebbene inizialmente questi innesti abbiano avuto successo, nel tempo hanno perso la topografia distintiva dell’orecchio umano, con le sue curve e le sue spirali. Il dottor Spector spiega che questo è stato causato dal lavoro delle cellule, che tirano la matrice proteica mentre lavorano, facendo contrarre e ridurre la struttura innestata.
Affrontare la sfida
Per affrontare questa sfida, il team ha quindi utilizzato cartilagine animale sterilizzata e trattata, così da eliminare le componenti che potrebbero causare una risposta immunitaria. La cartilagine è stata quindi inserita in complesse strutture di plastica a forma di orecchio, create tramite stampa 3D utilizzando i dati provenienti dall’orecchio di una persona. Questi piccoli pezzi di cartilagine fungono da rinforzi interni, facilitando la formazione di nuovo tessuto all’interno della struttura e prevenendo la contrazione.
Nel corso di tre-sei mesi successivi, la struttura si è evoluta in un tessuto che includeva cartilagine e riproduceva fedelmente le caratteristiche anatomiche dell’orecchio umano. Questo includeva la forma del bordo elicoidale, il bordo “anti-elica” all’interno e la ciotola centrale concale.
Hanno partecipato allo studio altri esperti. Tra questi, il dottor Larry Bonassar, collaboratore di ingegneria di lunga data del Dr. Spector, Daljit S. ed Elaine Sarkaria Professore di Ingegneria Biomedica presso la Meinig School of Biomedical Engineering nel campus di Cornell a Ithaca.
Fonte
Nicholas A. Vernice et al, Bioengineering Padiglioni auricolari su scala reale utilizzando scaffold esterni stampati in 3D e xenotrapianto di cartilagine decellularizzata, Acta Biomaterialia (2024).
Materiale fornito dal Weill Cornell Medical College