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#BioPrinting : le concept d’organes imprimés en 3D

BIO-PRINTING: Une première preuve de concept d’organes imprimés en 3D

 

Ces scientifiques du Wake Forest Baptist Medical Center apportent aujourd’hui, chez la souris, la preuve de concept d’un tissu de remplacement, imprimé en 3D, capable, à terme, de remplacer les tissus lésés chez des patients blessés ou malades. En utilisant une imprimante 3D sophistiquée et conçue sur mesure, ces chercheurs marquent une étape importante dans la médecine régénérative du futur. Leurs travaux, présentés dans la revue Nature Biotechnology, aboutissent à des structures d’oreilles, des os et même des muscles, imprimés en 3D.

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Le recours à l’impression 3D est déjà effectif pour quelques équipes de chirurgie. En France, l’équipe  du CHU de Dijon, par exemple, en fait un usage quotidien pour élaborer, sur la base d’imageries de scanner, les plaques qui entreront dans le processus de reconstruction opératoire. Le « bio-printing » est également la spécialité de ce laboratoire de l’Université de Lyon, qui a déjà présenté ses innovations destinées au traitement des brûlures.

Ici, les structures présentées sont décrites comme fonctionnelles, puisque lorsque implantées chez l’animal, elles s’intègrent et se « raccordent » aux tissus sains par le biais de l’angiogenèse. De plus, ces premiers résultats indiquent que les structures réunissent les conditions de taille, de résistance et fonctionnelles pour une utilisation chez l’homme : « Ces tissus et organes réalisés par imprimante 3D représentent une avancée importante », explique le chercheur principal, Anthony Atala, directeur du Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM). « L’imprimante peut fabriquer des tissus à l’échelle humaine stables et de toutes les formes.

A terme, cette technologie pourrait être utilisée pour imprimer des structures de tissus et d’organes vivants pour la greffe chirurgicale ».

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L’objectif est en effet de parvenir à greffer du « muscle », du cartilage et de l’os chez des patients blessés et de répondre au besoin énorme face à la pénurie de tissus donnés disponibles pour des greffes. La précision de l’impression 3D se révèle comme le procédé d’avenir pour reproduire les tissus et organes du corps complexes. Il a fallu ainsi 10 années à l’équipe pour développer ce système d’impression de tissus et d’organes, ITOP (pourIntegrated Tissue and Organ Printing System) alimenté par des analogues biodégradables contenant les cellules, et dont le processus mécanique ne nuit pas aux cellules.

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Le défi majeur de l’ingénierie tissulaire est de s’assurer que les structures implantées « vivent » assez longtemps pour bien s’intégrer au corps du patient.  Ici, le gel « cellulaire » a été optimisé de manière à favoriser la croissance cellulaire, la circulation des nutriments et de l’oxygène dans les structures durant l’angiogenèse et jusqu’à leur intégration complète dans les tissus environnants.

Ici, les chercheurs parviennent à implanter une structure d’oreille et à obtenir des signes de vascularisation 1 à 2 mois après sa greffe.

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Ou encore, du tissu musculaire imprimé implanté chez le rat devient un muscle suffisamment solide, à 2 semaines, pour assumer sa fonction et présente une vascularisation permettant d’induire la formation de nerfs.

Une combinaison gagnante? C’est ce que défendent les chercheurs : la bonne bio-encre, les bons micro-canaux, le bon système d’impression… Et ces premières réalisations apportent les premières preuves de concept.

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