I ricercatori hanno scoperto una soluzione inaspettatamente efficace – e notevolmente economica – per creare ugelli ultrasottili utilizzati nella stampa 3D: la proboscide della zanzara egiziana femmina. Questa svolta, denominata “necroprinting 3D”, affronta un importante collo di bottiglia nel campo della bioprinting e dell’ingegneria dei tessuti, dove la creazione di strutture su scala microscopica è stata ostacolata da attrezzature costose e fragili.
Il problema con gli ugelli esistenti
Gli ugelli di stampa 3D tradizionali in grado di produrre strutture estremamente fini sono costosi (fino a 80 dollari per ugello) e spesso si rompono facilmente. I tentativi di produrre strumenti di precisione con materiali come il vetro si sono rivelati troppo fragili e costosi per un uso diffuso. Questa limitazione ha rallentato i progressi in aree come la creazione di vasi sanguigni artificiali e altri tessuti sostitutivi.
La soluzione inaspettata della natura
Alla ricerca di un’alternativa, i ricercatori della McGill University guidati da Changhong Cao si sono rivolti alla natura. Dopo aver considerato vari strumenti biologici – tra cui pungiglioni di scorpione e zanne di serpente – hanno scoperto che la proboscide della zanzara Aedes a Egypti era perfettamente adatta allo scopo. Questi ugelli naturali possono stampare strutture sottili fino a 20 micrometri, rivaleggiando con le prestazioni delle alternative commerciali pur essendo significativamente più economici.
“Se Madre Natura può fornirci ciò di cui abbiamo bisogno a un costo accessibile, perché produrlo da soli?” – Changhong Cao, Università McGill
Scalabilità ed efficienza dei costi
Il processo è anche altamente scalabile. Un tecnico esperto può produrre sei ugelli utilizzabili all’ora dall’apparato boccale delle zanzare a un costo inferiore a 1 dollaro ciascuno. Gli ugelli, sebbene biologici, sono sorprendentemente durevoli, mantengono la funzionalità fino a due settimane e rimangono vitali per un anno se conservati congelati.
Applicazioni nel bioprinting e oltre
I ricercatori hanno testato con successo gli ugelli della proboscide delle zanzare con il bioinchiostro Pluronic F-127, un materiale utilizzato per creare impalcature per la crescita dei tessuti biologici, compresi i vasi sanguigni. Ciò apre potenziali percorsi per la stampa di organi sostitutivi e altre strutture biologiche complesse.
L’ingegneria superiore della natura
Questa innovazione evidenzia una tendenza in crescita: gli ingegneri si rivolgono sempre più alla natura per trarre ispirazione, riconoscendo che milioni di anni di evoluzione hanno già risolto molte sfide progettuali complesse. Dalle antenne delle falene utilizzate nei droni in cerca di odori ai ragni morti riproposti come pinze meccaniche, la natura spesso fornisce soluzioni superiori e a basso costo. Come sottolinea Christian Griffiths dell’Università di Swansea, “Ci sono un paio di milioni di anni di evoluzione delle zanzare: stiamo cercando di raggiungerli.”
L’uso della proboscide delle zanzare rappresenta una soluzione intelligente a un significativo ostacolo tecnologico, dimostrando che a volte gli strumenti migliori sono già disponibili: dobbiamo solo cercare nel posto giusto.
