Si les verrous technologiques et scientifiques sont encore très nombreux avant qu’on ne puisse un jour transplanter des organes imprimés en 3D sur l’homme, l’explosion des recherches menées sur le bioprinting dans le monde apporte chaque jour son lot d’innovations et d’avancées. Dans cette course effrénée, certains laboratoires concentrent leurs recherches sur les tissus de peau, pendant que d’autres travaillent sur les vaisseaux sanguins, clefs de voûte de la fabrication d’organes.
La dernière avancée du genre nous vient des Etats-Unis où des chercheurs de l’Université de Californie à San Diego (UCSD) sont parvenus à imprimer des vaisseaux sanguins grâce à un système d’impression 3D par rayonnement UV. Contrairement à la plupart des procédés de bioimpression fonctionnant par extrusion, la technologie mise au point par l’UCSD repose sur un procédé par photopolymérisation hybride entre la stéréolithographie (SLA) et la DLP (Direct Light Processing).
Ici le système de bio-impression fonctionne avec une solution contenant à la fois des cellules vivantes et des polymères photosensibles qui se solidifient en étant exposés à des rayons UV. Concrètement un système de projection par ordinateur associé à des micromiroirs projettent un faisceau UV sur une zone sélectionnée, formant ainsi une structure biologique solide en 3D. La structure est rapidement imprimée en une couche et une seule fois, tandis que les cellules vivantes encapsulées se développent pour devenir des tissus biologiques.
« Presque tous les tissus et les organes ont besoin de vaisseaux sanguins pour survivre »
« Presque tous les tissus et les organes ont besoin de vaisseaux sanguins pour survivre et fonctionner correctement. Il s’agit d’un gros goulot d’étranglement dans la fabrication de greffes d’organes, qui sont en forte demande, mais en pénurie », a déclaré le professeur de Nano-ingénierie Shaochen Chen, qui dirige le Nanobiomaterials Bioprinting et Tissue Engineering Lab à UC San Diego. « Les organes imprimés en 3D peuvent aider à combler ce fossé, notre laboratoire a fait un grand pas vers cet objectif. »
« Nous pouvons imprimer directement des structures microvasculaires détaillées en très haute résolution »
Particulièrement rapide, le procédé ne prendrait que quelques secondes contre plusieurs heures pour les techniques traditionnelles de bioimpression par extrusion où les cellules sont déposées couche par couche. En s’appuyant sur la base d’un modèle 3D d’un véritable réseau de vaisseaux sanguins, l’équipe de l’UCSD est parvenue à imprimer une structure de 4 mm x 5 mm x 600 μm contenant des cellules endothéliales, terme désignant la couche la plus interne des vaisseaux sanguins, celle qui en contact avec le sang.
« Nous pouvons imprimer directement des structures microvasculaires détaillées en très haute résolution », a déclaré Wei Zhu, chercheur postdoctoral. « Les autres technologies d’impression 3D nécessitent habituellement des matériaux sacrificiels et des étapes supplémentaires pour créer les vaisseaux. »
Selon l’UCSD, il faudra au moins plusieurs années pour atteindre la phase des essais cliniques. Les prochaines recherches du professeur Shaochen Chen et son équipe porteront sur les cellules souches pluripotentes, des tissus qui pourraient être utilisés pour aider les patients qui ont reçu des transplantations, qui peuvent être rejetées par le système immunitaire de l’hôte.
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