• arduino
• extrusion bioprinting
• fattori di crescita
• growth factors
• inkjet
• multimaterial 3d printing
• stampa 3d multimateriale

Il lavoro descritto in questo elaborato si colloca nell’ambito di un progetto più ampio denominato BOOST. L’obiettivo scientifico del progetto è quello di capire come il bilanciamento tra le attività delle due popolazioni cellulari che regolano l’omeostasi ossea, osteoblasti e osteoclasti, porti all’insorgere di stati patologici e studiare come la geometria e le caratteristiche dell’ambiente extracellulare possano influenzare queste attività. Per fare questo, è necessario ricreare in vitro modelli del tessuto la cui geometria di partenza sia simile a quella del tessuto in esame, sia esso sano o malato.
Il modo per creare strutture riproducibili con caratteristiche micrometriche e nanometriche specifiche è quello della stampa 3D multimateriale. Attraverso la tecnologia di stampa Extrusion Bioprinting verrà creata una struttura tridimensionale del tessuto da riprodurre, nel quale verranno inseriti in modo mirato fattori di crescita specifici. All’interno di questo processo di fabbricazione, la necessità di depositare in maniera localizzata i fattori ha spinto ad utilizzare il sistema di stampa a getto di inchiostro.

Con questo elaborato si descrive il procedimento seguito per realizzare un dispositivo di supporto, necessario a chi si occupa della parte biologica del progetto, per testare la stampabilità dei fattori di crescita in esame con la tecnologia di stampa inkjet. Tali test verranno realizzati presso il Dipartimento di Scienza Applicata e della Tecnologia del Politecnico di Torino.
La macchina realizzata è in grado di effettuare una deposizione controllata del fattore a concentrazioni note con varie funzionalità. Inoltre, parte dell’elaborato è dedicata alla descrizione dei risultati che è possibile ottenere con la macchina realizzata, evidenziandone limiti e potenzialità.

L’elaborato è diviso nelle seguenti sezioni:
- Analisi dei componenti: vengono descritti i componenti elettronici utilizzati, soffermandosi sulle caratteristiche di maggior interesse. Partendo da una serie di specifiche, ciascun componente è stato scelto in modo da soddisfare caratteristiche di funzionamento, costo e facilità di interfacciamento.
- Messa in opera: viene descritto il processo costruttivo seguito per realizzare il dispositivo, discutendo le problematiche sorte in fase di lavorazione e le soluzioni adottate.
- Programmazione: questa parte è dedicato alla descrizione del codice sviluppato per il controllo del dispositivo.
- Analisi qualitativa e quantitativa: vengono effettuate delle analisi delle stampe effettuate con il dispositivo realizzato. La prima parte è dedicata alla verifica dei dati di targa della cartuccia e alla misura del massimo DPI ottenibile, successivamente viene discussa la stampa di soluzioni di fattori di crescita a concentrazioni note.
- Conclusioni: con le informazioni ricavate nel capitolo precedente sono state tratte delle conclusioni circa la stampabilità delle soluzioni di fattori di crescita e le caratteristiche della stampa in termini di DPI e volume stampato. È stato inoltre discusso un possibile algoritmo da implementare attraverso un programma di elaborazione grafica per ottenere una codifica di stampa a partire da delle immagini microCT del tessuto da riprodurre.