Stampato in 3D dispositivo in grado di inattivare il virus dell’HIV

Il PLACTIVE, tecnobiopolimero antibatterico protagonista dei nostri prodotti 3DBIOCASE (involucro antibatterico protettivo per mascherine in tessuto), 3DBIOMASK SMART (mascherina semifacciale antibatterica riutilizzabile e termoformabile), nonchè di svariati altri gadget in produzione nel nostro laboratorio 3D BIO PRODUCT, è oggetto di studi e ricerche finalizzate alla riduzione della diffusione dell’HIV nei paesi in via di sviluppo.

Copper3D, produttrice di PLACTIVE, ha sviluppato un nuovo dispositivo stampato in 3D da utilizzare durante l’allattamento. Il dispositivo, realizzato proprio in PLACTIVE con marchio di fabbrica Copper3D, ha lo scopo di fungere da interfaccia tra madre e figlio durante l’allattamento, inattivando l’HIV presente nel latte materno.
Il nuovo materiale utilizza additivi a base di nanoparticelle di rame per fornire proprietà antimicrobiche standard al PLA (acido polilattico). Precedenti studi hanno già dimostrato la potenza del materiale, spingendo Copper3D a sviluppare un modello di utilizzo finale da utilizzare al di fuori del laboratorio.
Il problema dell’HIV
Secondo l’OMS, 37,9 milioni di persone vivevano con l’HIV nel mondo alla fine del 2018. 8,1 milioni di queste persone non sapevano di avere la malattia. Nel 2017, il numero di bambini e adolescenti che vivono con l’HIV ha raggiunto i 3 milioni, con 430.000 nuovi infetti e 130.000 morti per cause legate all’AIDS quell’anno, secondo l’UNICEF. Nel 2018, 26.000 nuove infezioni da HIV tra i bambini di età compresa tra 0 e 14 anni, sono stati i risultati della sospensione del trattamento anti HIV durante la gravidanza e dell’allattamento al seno, secondo l’UNAIDS.

L’allattamento al seno è una modalità chiave di trasmissione dell’HIV nei paesi in via di sviluppo in cui non sono presenti farmaci per inattivazione e un’istruzione adeguata. Controllare e minimizzare la trasmissione durante l’allattamento al seno ridurrebbe significativamente i tassi di HIV nei bambini piccoli che altrimenti non avrebbero altra scelta se non quella di essere esposti al virus.

Il dott. Claudio Soto, direttore medico di Copper3D, ha dichiarato: “Comprendere il problema globale alla base delle statistiche sull’HIV e analizzare il ruolo che i nostri materiali antimicrobici potrebbero avere nel contenere la trasmissione del virus dell’HIV ci ha fatto pensare che potremmo sviluppare un qualche tipo di dispositivo che agisce come un’interfaccia tra madre e figlio per prevenire la diffusione di questo virus attraverso l’allattamento al seno, che è una delle principali vie di infezione “.

PLACTIVE contro HIV

Gli additivi e i filtri a base di rame inattivano l’HIV agendo specificamente contro la proteasi, che è essenziale per la replicazione. Gli ioni di rame degradano la membrana plasmatica fosfolipidica del virus e denaturalizzano gli acidi nucleici del virus. Ciò ha il potenziale per rallentare in modo significativo la crescita dei virus, ma presenta le sue sfide. Il latte materno infuso con ioni di rame ha attualmente livelli di tossicità sconosciuti, la degradazione nutrizionale del latte è sconosciuta e il tempo di contatto richiesto tra il virus e PLACTIVE per un’inattivazione significativa è attualmente allo studio.

Per risolvere questi problemi, il team Copper3D ha avviato due linee di ricerca per il progetto. La prima parte del progetto si è concentrata sulla determinazione dell’efficacia di PLACTIVE contro i campioni di latte materno infetto da HIV. La seconda parte era focalizzata sulla progettazione di un oggetto che potesse fungere da interfaccia madre-bambino e ottimizzare l’inattivazione virale dell’HIV nel latte materno contaminato.

Il processo di laboratorio

Il team Copper3D ha commissionato uno studio di laboratorio che ha coinvolto un semplice gruppo di controllo cieco, randomizzato e positivo / negativo. Venti campioni di HIV-1 sono stati trattati e randomizzati in gruppi A, B e di controllo. I campioni A e B sono stati collocati in scatole PLACTIVE stampate in 3D con superfici di 40 cm quadrati. I campioni sono stati esposti per 15, 60, 120 e 900 secondi alle superfici PLACTIVE.

Daniel Martínez, direttore dell’innovazione di Copper3D, ha spiegato: “I risultati preliminari hanno mostrato una riduzione della replicazione virale fino al 58,6% semplicemente esponendo i campioni alle scatole stampate in 3D contenenti nanoparticelle di rame. Quindici secondi di esposizione sono stati sufficienti per ottenere una tale riduzione. Questi dati ci consentono di dedurre che aumentando la superficie di contatto di un fattore 10X, potremmo ottenere tassi di inattivazione molto più elevati, molto vicini al 100% e, secondo i nostri calcoli, molto probabilmente in meno di 5 secondi. “

Secondo Copper3D, il progetto è stato il primo del suo genere a studiare l’inattivazione dell’HIV utilizzando polimeri con nanotecnologia del rame antimicrobico attraverso la stampa 3D. Il successo dell’esperimento ha portato alla progettazione del dispositivo di inattivazione dell’uso finale dell’HIV.

Il dispositivo di inattivazione virale

Il dispositivo si basa sulle comprovate capacità antimicrobiche dei materiali nano-rame. Massimizzando la superficie e il tempo in cui il latte infetto è in contatto con il PLACTIVE, l’inattivazione dell’HIV può essere massimizzata, al punto da non essere più infettiva per il bambino allattato al seno. Il dispositivo mira ad espandere l’area di contatto di un fattore di circa 10X, utilizzando un design a strati che emula la struttura del tratto gastrointestinale. Il team mira ad avere un modello finalizzato e perfettamente funzionante nel 2020.

3D BIO PRODUCT