Una capsula intelligente che si apre da sola e si attacca come un cerotto all’interno dell’intestino per favorire la guarigione delle ulcere. Il dispositivo è uno dei risultati più promettenti della ricerca condotta al Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Pisa, dove si studiano nuove applicazioni della stampa a quattro dimensioni (4D) per la medicina del futuro.
La stampa 4D è una tecnologia che permette di realizzare strutture tridimensionali capaci di trasformarsi nel tempo sotto l’effetto di stimoli predefiniti, come l’idratazione o la temperatura. Il tempo diventa così a tutti gli effetti la quarta dimensione. Nel caso della capsula, i ricercatori hanno progettato una struttura stampata 3D auto-dispiegante a base di seta e gelatina, materiali biocompatibili che dopo l’ingestione, si espandono assorbendo i fluidi intestinali trasformando il dispositivo da un piccolo cilindro in un foglio piatto capace di aderire al tessuto danneggiato.
“In questo modo – spiega Carmelo De Maria, docente di bioingegneria all’Università di Pisa – la capsula può coprire un’area più ampia della mucosa intestinale sanguinante e favorirne la rigenerazione. La forma finale è ottenuta grazie a una specifica disposizione spaziale dei materiali, che consente alla struttura di reagire in modo controllato all’ambiente interno del corpo. La capsula è inoltre dotata di una piccola antenna, anch’essa stampata 3D e biocompatibile, in grado di segnalarne la presenza all’interno del corpo dopo l’ingestione. Una volta che la struttura incontra l’ulcera e si dispiega, consente una comunicazione con l’esterno, fino alla sua degradazione. Altrimenti viene espulsa regolarmente”.
La capsula è frutto della ricerca congiunta dei ricercatori di Pisa, con i colleghi dell’Università di Firenze, guidati dal prof. Antonino Morabito, e Università di Perugia, coordinati dal prof. Luca Valentini, all’interno del progetto PRIN 2022 Prometheus (Grant 2022BZLTTK). A Pisa, in particolare, ci si è concentrati sulla stampa 4D.
La capsula si inserisce all’interno di un filone di ricerca che ha l’obiettivo di sviluppare dispositivi mini-invasivi, autoriparanti e programmabili, in grado di interagire dinamicamente con i tessuti biologici ed aprire nuove prospettive per la medicina personalizzata.
“Con la stampa 4D possiamo progettare oggetti che cambiano forma e funzione nel tempo, proprio come i tessuti viventi – conclude De Maria – È una rivoluzione che unisce ingegneria dei materiali e scienze della vita”.
