Gli organi bioartificiali sono parti del corpo sostitutive create da materiale biologico. Gli organi artificiali tradizionali sono generalmente meccanici e sono costruiti con composti sintetici come plastica e lega metallica. Gli organi bioartificiali, al contrario, sono costituiti da cellule viventi e vengono coltivati in laboratorio. Questi tipi di organi sostitutivi hanno molti vantaggi e possono aiutare a ridurre la dipendenza dai donatori di organi umani.
Ogni anno, i pazienti possono morire in attesa di un trapianto di organi. Organi come fegato, reni e polmoni sono spesso molto richiesti dai pazienti con malattie gravi. Storicamente, il numero di donatori di organi disponibili è stato insufficiente per soddisfare le esigenze di ogni paziente. Affinché un trapianto di organi tradizionale abbia successo, il donatore e il paziente devono essere una stretta corrispondenza biologica. Anche quando è disponibile un organo sostitutivo, il sistema immunitario del ricevente può rifiutare il trapianto.
Gli organi artificiali sono stati progettati per risolvere questo problema. Gli organi artificiali, come i reni, sono stati prodotti dalla metà del XX secolo. Tuttavia, un normale organo artificiale è costruito con materiali non biologici. Come con gli organi trapiantati, una parte del corpo artificiale meccanica è soggetta a rigetto da parte del sistema immunitario. In molti casi, un organo artificiale deve essere rimosso perché è trattato come “innaturale” dal corpo.
Un organo bioartificiale adotta un approccio unico per aggirare queste limitazioni. Questi tipi di organi vengono letteralmente “coltivati” in laboratorio. Per creare un organo bioartificiale, gli scienziati medici utilizzano un campione delle cellule di un paziente. Queste cellule estratte vengono stimolate in laboratorio e si moltiplicano rapidamente. Un contenitore o “impalcatura” viene utilizzato per guidare le cellule nella disposizione desiderata mentre si riproducono.
Diversi tipi di cellule possono essere stratificati per creare complessi organi bioartificiali. Uno strato di cellule muscolari, ad esempio, può essere posizionato all’esterno della parte del corpo per fornire un esterno solido. Questi strati di cellule viventi possono essere accuratamente posizionati da un dispositivo di laboratorio che assomiglia a una stampante a getto d’inchiostro. Questo dispositivo può essere programmato per disperdere le cellule secondo uno schema preimpostato e consente di progettare un organo dal basso verso l’alto.
La presenza delle cellule di un paziente all’interno di un organo bioartificiale aiuta a ridurre le possibilità che la parte del corpo venga respinta. Questo tipo di organo è completamente organico e non contiene materiali artificiali come la plastica. Ancora una volta, questa caratteristica migliora notevolmente le possibilità che un organo venga accettato e consente di creare una scorta quasi illimitata di organi quando necessario.