Il bioprinting è una nuova area di ricerca e ingegneria che coinvolge dispositivi di stampa che depositano materiale biologico. L’obiettivo a lungo termine è che la tecnologia possa essere utilizzata per creare organi sostitutivi o addirittura interi organismi da materie prime biologiche.
Oggi le bioprinter sono in fase di sviluppo e vengono utilizzate principalmente come strumenti scientifici. Non hanno la velocità e la messa a punto necessarie per la distribuzione commerciale, anche se quel giorno potrebbe non essere lontano. Le prime biostampanti depositavano gocce fino a 100 picolitri (in confronto, il volume di una cella è di circa 3 picolitri e le migliori stampanti a getto d’inchiostro possono depositare gocce di 1-5 picolitri in volume) a una velocità di decine di migliaia al secondo. Le biostampanti più recenti possono estrudere singole cellule da una micropipetta a una velocità inferiore.
Una biostampante sviluppata da Gabor Forgacs, un biofisico dell’Università del Missouri in Columbia, ha utilizzato combinazioni di “bioink” e “biopaper” per stampare strutture 3D complesse, anche se non a risoluzione cellulare. Operando a 10,000 punti al secondo (10 kHz), una stampante da 100 picolitri può produrre 60 microlitri di tessuto ogni minuto, o 86 millilitri al giorno, una quantità di tessuto che potrebbe quasi riempire una tipica provetta. Lo svantaggio della stampante da 100 picolitri è la sua bassa risoluzione: la maggior parte dei tessuti organici con cui abbiamo familiarità richiede un’organizzazione precisa a livello cellulare per funzionare correttamente.
Quando Forgacs ha utilizzato l’approccio delle micropipette con risoluzione unicellulare, è stato in grado di creare tessuto funzionale e vivente che si comportava come l’organo da cui proveniva. Ad esempio, quando hanno usato la biostampante per depositare le cellule del cuore di pollo su un piatto, hanno iniziato a battere in modo sincrono. Data una mappa altamente dettagliata delle reti cellulari in un cuore umano, non ci sono barriere fondamentali tra il passaggio da questa rudimentale biostampante a una che stampa organi umani completi entro un decennio o due.
Le biostampanti possono essere trovate in tutta la fantascienza. Ad esempio, in Il quinto elemento, uno dei personaggi principali ottiene il suo corpo creato da una biostampante nella scena iniziale del film. Alcuni hanno persino lodato la bioprinting come un possibile percorso verso l’immortalità, ma questo è dubbio a breve termine a causa della difficoltà di evitare di disturbare le cellule superficiali quando si sostituiscono le cellule interne che invecchiano.