La fabbrica della pelle

Ingegneria dei tessuti automatizzata

La nostra pelle non è solo il più grande organo umano, ma anche un organo estremamente delicato e vulnerabile. In media, ha uno spessore di pochi millimetri. Oggi è il primo organo a poter riprodotto artificialmente e da alcuni anni è stato persino completamente automatizzato.

La cosiddetta "ingegneria dei tessuti" descrive la coltivazione del tessuto umano, principalmente nel settore della pelle. Finora la pelle artificiale, che viene utilizzata per trapianti dopo gravi incidenti o ustioni o per test di compatibilità nell'industria cosmetica o farmaceutica, poteva essere prodotta solo manualmente e in modo estremamente complesso. In questo modo, di solito non si potevano produrre più di 2.000 pezzi di pelle delle dimensioni di centimetri quadrati al mese. La "fabbrica della pelle umana" nel laboratorio di bioproduzione BioPoLiS presso il Fraunhofer IPA di Stoccarda può produrre attualmente fino a 5.000 modelli di pelle in miniatura al mese.

Produzione rapida

Il concetto sembra semplice, ma è complicato da realizzare. Un campione di pelle umana viene frantumato e le singole cellule della pelle vengono estratte. Le cellule isolate vengono seminate in appositi flaconi di coltura cellulare e propagate per diversi giorni in un incubatore a 37°C. Le cellule moltiplicate possono essere costruite insieme a una matrice di gel per formare un costrutto multistrato tridimensionale. Dopo sole tre settimane, la pelle artificiale è cresciuta ed è pronta per l'uso per i test di sicurezza.

Festo: la fabbrica della pelle

Automazione senza soluzione di continuità

L'impianto per la produzione di pelle artificiale è un progetto innovativo di bioproduzione, che unisce biologia e tecnica dell'automazione. Particolare attenzione è stata dedicata alla creazione di una catena di processo continua. Nel sistema sono installati più di 100 componenti Festo, che vanno dalla preparazione dell'aria compressa tramite sensori, cilindri, assi pneumatici, servomotori e motori passo-passo fino alle valvole a commutazione rapida. Questi componenti vengono utilizzati per avvitare i tubi, aprire e chiudere automaticamente le porte della serratura, tenere i coperchi delle piastre in cui sono collocate le celle, monitorare l'aria compressa e spostare altri componenti come aghi o cavità dello stampo.

Medicina personalizzata del futuro

Non solo la pelle è un organo popolare per i sistemi di test. La tecnologia verrà ulteriormente sviluppata nei prossimi anni, in modo che anche altri tessuti come la cornea dell'occhio umano possano essere prodotti automaticamente. Uno degli obiettivi di questa tecnologia in futuro è la produzione di modelli specifici per il cliente, ad esempio per rendere la terapia per i tumori ancora più efficace. Se la ricerca sulla produzione artificiale di tessuto a lunga durata con sistemi di apporto sanguigno dovesse avanzare, è persino ipotizzabile che i trapianti del corpo possano essere prodotti automaticamente.

Panoramica