La bio-ingénierie est devenue de plus en plus complexe et articulée. En utilisant uniquement de la lumière et de l’encre biologique, les scientifiques ont pu imprimer directement une structure semblable à une oreille humaine sous la peau de souris.
L'équipe a utilisé une oreille saine comme modèle et a imprimé une oreille 3D à partir d'une image miroir (couche de tissu sur couche de tissu) directement sur le dos d'une souris.
Le tout sans une seule coupure chirurgicale.
Si vous trouvez cela un peu dérangeant, je ne peux pas vous en vouloir : cependant, la preuve de concept est frappante. L'équipe a montré qu'il est possible de construire ou de reconstruire des couches de tissu, même complexes comme une oreille, sans aucun implant chirurgical.
Cela signifie qu'il sera peut-être un jour possible de réparer une oreille ou d'autres lésions génétiques ou tissulaires directement sur le site de la lésion. Je n'ai vu des choses comme ça que sur Star Trek, et je les considérais parmi les plus avancées.
Bio-impression 3D, impression avec lumière
La technologie, la bio-impression 3D basée sur le traitement numérique de la lumière (DLP), a attiré beaucoup d'attention au cours de la dernière décennie en raison de sa polyvalence. Dans cet article intéressant de professionnels, vous trouverez un recueil exhaustif du sujet et de son étape de l'art.
L’idée de base est d’injecter des cellules contenant de l’encre biologique dans les tissus endommagés, puis d’éclairer ces « moulages » pour « activer » les cellules de l’encre biologique. Selon le type de cellules, elles peuvent alors réparer la moelle épinière, les fibres nerveuses ou les vaisseaux sanguins endommagés.
dans cette étude, publié la semaine dernière dans Science Advances, l'équipe a fait une percée dans la technique. Grâce à la conception assistée par ordinateur, ils ont conçu plusieurs formes et ont introduit les données dans un appareil numérique qui a généré un « réseau » de rayons infrarouges.
Ces rayons pénètrent dans les tissus et les construisent pratiquement de l'intérieur.
En 20 secondes, l'équipe a pu générer la forme de base d'une oreille humaine sur une souris vivante. L’oreille imprimée en 3D a conservé sa structure sophistiquée pendant plus d’un mois.
Pas de scalpels
Je souligne l'importance fondamentale de ces études, car la nécessité d'interventions chirurgicales constitue la véritable limite actuelle à l'ingénierie tissulaire.
La plupart des prototypes de tissus imprimé en 3D aujourd'hui, il est fabriqué en laboratoire, où les scientifiques peuvent exercer un contrôle plus direct sur la croissance des tissus.
Toutes les approches tentées ont un point commun : elles nécessitent finalement une intervention chirurgicale. Le tissu doit être prélevé et inséré chirurgicalement dans le site endommagé, et l'intervention chirurgicale peut endommager l'implant et les tissus environnants. Les conséquences? Des longs séjours à l'hôpital aux interventions chirurgicales répétées, jusqu'au retrait des implants.
baguette magique
Dans la nouvelle approche qui fait l'objet de cet article, j'ai déclaré que les scientifiques utilisaient la « lumière » pour imprimer en 3D une oreille avec de l'encre biologique. Un peu comme certaines reconstructions dentaires, la lumière est utilisée pour « activer » les cellules de la bio encre et polymériser. Ainsi, en effet, un nouveau tissu peut être imprimé directement sur un autre, voire sous la peau.
Traditionnellement, la lumière ultraviolette ou bleue est utilisée pour faciliter la bio-impression, mais a peu de capacité à pénétrer dans les tissus. Et cela peut également causer des dommages, des brûlures aux tissus naissants et environnants.
La lumière infrarouge peut à la place activer le bioink et briller profondément dans les tissus. Étant donné que différents modèles spatiaux de lumière peuvent être ajustés pour activer différemment l’encre biologique, à la fois au sein d’une couche et entre les couches, l’équipe a utilisé la lumière comme un ciseau.
Lors du premier test, en seulement 15 secondes, l’équipe a imprimé une seule couche de structures en forme de coquille à l’extérieur du corps. Ils se sont alors lancés dans l’impression 3D d’une grande variété de formes : un gâteau à trois étages, un bonhomme en pain d’épices (sans blague), une étoile de mer, etc.
Impression 3D à l'intérieur du corps
Après plusieurs tests, l’équipe s’est tournée vers le grand objectif : imprimer en 3D un tissu directement DANS le corps. "C'est un peu plus difficile", expliquent les chercheurs, car le niveau d'oxygène à l'intérieur d'un organisme vivant peut inhiber l'effet de réticulation, ce qui signifie que l'encre peut ne pas devenir solide.
L’essentiel est que l’équipe a trouvé les bonnes longueurs d’onde. Et finalement il a généré un modèle de l'oreille à imprimer en 3D, puis à le remplir de chondrocytes, cellules qui constituent la structure du cartilage de l'oreille.
Une meilleure façon de guérir?
Construire de nouveaux tissus n’est pas la seule chose que la technologie peut faire. Les tissus peuvent également être réparés. Dans une étude supplémentaire, l'équipe a constaté que la même approche peut guérir des blessures graves.
Dans un autre test, l’équipe a imprimé un échafaudage contenant des cellules chez des souris souffrant de lésions musculaires et a utilisé la lumière pour activer le tissu imprimé. En 10 jours, les souris « ont montré une fermeture significative des plaies » par rapport à un groupe témoin.
Mettre tous ensemble: C’est la première fois que les scientifiques parviennent à régénérer les tissus du corps tout en favorisant la cicatrisation des plaies, sans aucune intervention chirurgicale.
Bien sûr, il y a un long chemin entre « imprimer en 3D une oreille humaine sur le dos d'une souris » et « régénérer une oreille blessée », mais l'étude montre que c'est possible.
