Nano Dimension Ltd., fornitore di soluzioni di stampa 3D per l’Additively Manufactured Electronics (AME) e per l’Additive Manufacturing (AM) multidimensionale di polimeri, metalli e ceramiche, ha annunciato di aver collaborato con importanti centri di ricerca in Canada e in Francia a un progetto innovativo che utilizza i suoi precisi sistemi di stampa micro-3D Fabrica.
Lo studio, spiega l’azienda, è incentrato sulla registrazione accurata dell’attività neuronale nei topi, con l’obiettivo di chiarire i circuiti e i meccanismi neuronali coinvolti nell’elaborazione delle informazioni somatosensoriali. I risultati del progetto sottolineano il ruolo vitale svolto dalle soluzioni produttive innovative nel progresso della ricerca biomedica e nello sviluppo di dispositivi medici all’avanguardia.
Secondo il team di ricerca, composto da ricercatori di tre importanti istituzioni, i dispositivi medici piccoli o micro destinati a progetti di ricerca pongono sfide significative nella produzione a causa delle loro dimensioni, dei requisiti dimensionali e delle caratteristiche complesse. In questo caso, il team doveva progettare un tutore in miniatura in grado di tenere saldamente due elettrodi sulla vertebra del topo. Finora sono stati fatti pochi tentativi di esplorare l’attività elettrica dei neuroni del corno dorsale in animali svegli, il che ha rappresentato una sfida per il team.
“Registrare l’attività elettrica dei neuroni nel midollo spinale di un animale cosciente non è facile, soprattutto a causa dei movimenti indotti dalla camminata e dalla respirazione del topo, oltre che dall’accessibilità dell’area in questione“, spiega Louison Brochoire, dottoranda presso l’Università di Bordeaux in Francia.
“Per questo progetto, avevamo bisogno di un tutore che permettesse il movimento dell’animale e allo stesso tempo fissasse e stabilizzasse saldamente gli elettrodi inseriti in fori molto piccoli“, aggiunge Brochoire, che ha lavorato sotto la supervisione di professori dell’Institut des Maladies Neurodégénératives di Bordeaux, del Centro di Ricerca CERVO e dell’Università di Laval in Québec, Canada.
Consapevole che i metodi di produzione tradizionali avrebbero comportato molte difficoltà per produrre un dispositivo in grado di stabilizzare efficacemente gli elettrodi in posizione, mantenendo al contempo precisione e funzionalità, il team ha collaborato con Nano Dimension per trovare una soluzione alternativa.
La complessità del progetto richiedeva dimensioni precise, tra cui fori da 110 µm per gli elettrodi in un pezzo di soli 2,7 mm di larghezza. Nano Dimension ha quindi utilizzato la sua tecnologia di stampa micro-3D Fabrica, che offre una precisione senza precedenti a livello di micron. Utilizzando le sue stampanti 3D Fabrica, che producono parti accurate e funzionali con tolleranze ristrette e una dimensione dei pixel di soli 4µm e un’altezza degli strati compresa tra 1 e 10µm, l’azienda è riuscita a stampare in 3D il tutore richiesto. In una sola settimana il team ha ottenuto un pezzo funzionale da utilizzare per la ricerca.
Per il team di ricerca, il risultato ha soddisfatto esattamente le esigenze. “La capacità di creare fori così precisi e minuscoli all’interno del tutore è stata fondamentale“, spiega Brochoire. “Questo attributo progettuale ha contribuito a ridurre al minimo gli artefatti causati dalla respirazione e dai movimenti dell’animale, che avrebbero interferito con il nostro segnale elettrico, complicando l’analisi dei risultati“.
Per fornire una parte funzionale che soddisfacesse i requisiti specifici per l’impianto in un topo, Nano Dimension ha utilizzato il materiale biocompatibile Fabrica Medical M-810. Grazie all’autorizzazione alla citotossicità, che ne garantisce l’assenza di tossicità per le cellule umane, il materiale era perfetto per il dispositivo richiesto dal team.
“L’alta precisione e risoluzione della tecnologia di stampa micro-3D di Nano Dimension, unita all’uso di un materiale biocompatibile, ci ha permesso di creare un nuovo strumento essenziale per raggiungere il nostro obiettivo primario. L’alternativa, utilizzando altri mezzi, sarebbe stata quella di stampare e modificare un pezzo più grande per ottenere le caratteristiche desiderate. Questo avrebbe potuto richiedere diversi mesi, il che per un progetto di ricerca sarebbe stato un vero problema. È chiaro che l’uso di queste tecnologie in campo medico supererà molte limitazioni“, conclude Brochoire.
Oltre a Louison Brochoire, gli altri membri del team di ricerca comprendevano il professor Pascal Fossat dell’Institut des Maladies Neurodégénératives (IMN), il professor Yves De Koninck del Centro di ricerca CERVO del Québec, il professor Benoit Gosselin dell’Università Laval del Québec, Facoltà di Scienze e Ingegneria, Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica, e Juliette Viellard, ricercatrice post-dottorato dell’Università di Bordeaux.
