Akira Science et l’impression 3D de biomatériaux pour la régénération tissulaire

Alors que l’impression 3D continue de révolutionner le domaine de la santé, de plus en plus d’entreprises explorent ses applications dans le développement de solutions médicales innovantes. Cette technologie, qui excelle dans la personnalisation et la précision, transforme la manière dont les dispositifs et les matériaux sont conçus et produits. Dans le cas de l’ingénierie tissulaire et de la médecine régénérative, l’impression 3D offre également un énorme potentiel. C’est le cas d’Akira Science, une entreprise suédoise qui tire parti de cette technologie dans son activité. Plus précisément, elle a développé des structures polymères bioabsorbables imprimées en 3D pour faciliter la régénération tissulaire dans diverses applications médicales. Nous avons discuté avec l’équipe d’Akira Science pour en savoir plus sur cette solution et sur leur utilisation de la fabrication additive en médecine.

3DN : Pouvez-vous vous présenter et nous parler de votre lien avec l’impression 3D ?

Je m’appelle Álvaro Morales et je suis le PDG d’Akira Science. Ma fascination pour l’impression 3D a commencé en 2016, pendant le module de science des matériaux de ma licence en génie chimique, enseigné par le professeur Guillermo Vilariño à l’UPV. La passion et la méthodologie inspirante du professeur Vilariño en matière d’ingénierie tissulaire ont éveillé mon intérêt pour cette technologie, ce qui m’a amené à orienter ma carrière vers l’impression 3D et le développement de matériaux polymères avancés pour des applications biomédicales.

A gauche, Alvaro Morales, CEO d’Akira Sciences

Cette motivation m’a ensuite conduit à poursuivre mes études de master à l’Institut royal de technologie KTH en Suède, où je me suis plongé dans l’utilisation des polymères biodégradables à travers le projet PrintKnit, axé sur la création d’échafaudages 3D pour la régénération des tissus mous. Cette expérience a non seulement consolidé ma vision de l’intégration de l’impression 3D dans des solutions cliniques réelles, mais a également marqué la naissance d’Akira Science.

Une fois mon master obtenu, j’ai eu l’opportunité d’effectuer un stage d’été dans le même département, où j’ai pu optimiser le processus de production d’échafaudages à partir de matériaux de qualité médicale, ce qui m’a conduit à ma première publication. Après cette année d’apprentissage, la grande question s’est posée : doctorat ou monde du travail ? J’ai décidé d’explorer le côté industriel de l’impression 3D, ce qui m’a conduit en Allemagne, où j’ai travaillé pendant deux ans et demi chez EnvisionTEC, au sein du département de recherche et développement.

Cette étape a été cruciale et enrichissante, car elle m’a permis d’acquérir une formation complète et d’apprendre auprès de collègues issus de diverses disciplines, tels que des ingénieurs en mécanique, en électricité et en logiciels. Au cours de cette période, je me suis concentré sur le développement des technologies DLP et cDLM, en collaborant à de grands projets avec des entreprises telles que Henkel, BASF et Cartier. De plus, la pandémie de COVID-19 nous a confrontés au défi d’optimiser et d’obtenir l’autorisation de la FDA pour l’impression de tampons, une expérience enrichissante qui m’a également permis d’approfondir mes connaissances dans le domaine de la bio-impression avec l’équipe Bioplotter.

Malgré ces avancées, j’ai toujours ressenti le besoin de poursuivre mes recherches et de mener mon propre projet à long terme. Cette opportunité s’est présentée en octobre 2020, lorsque ma directrice de master, le professeur Anna Finne Wistrand, m’a informé d’une offre de doctorat au sein du tout nouveau centre de compétences AM4Life, en collaboration avec la société biopharmaceutique Cytiva, afin de développer des matériaux compatibles avec l’impression 3D destinés au développement de bioprocédés et de post-traitements visant à améliorer les propriétés antibactériennes du polypropylène post-impression SLS. Parallèlement, ma passion pour l’entrepreneuriat et la possibilité de développer davantage Akira Science m’ont motivé à poursuivre mon doctorat et le développement de l’entreprise en parallèle.

Aujourd’hui, en tant que CEO d’Akira Science, je mets à profit cette riche expérience pour développer des implants biodégradables conçus pour régénérer les tissus après des chirurgies oncologiques, telles que la reconstruction mammaire, marquant ainsi un changement de paradigme dans la chirurgie reconstructive grâce à l’utilisation de nos matériaux et techniques d’impression 3D innovants.

Akira Science développe des tissus imprimés en 3D

3DN : Qu’est-ce qu’Akira Science et comment l’idée de créer cette entreprise est-elle née ?

Akira Science est une spin-off du département Technologie des fibres et des polymères de l’Institut royal de technologie KTH, issue du projet PrintKnit dirigé par le professeur Anna Finne-Wistrand. Lorsque j’ai rejoint le groupe de recherche en tant qu’étudiant en master, celui-ci était composé d’un groupe interdisciplinaire de chimistes organiciens, de biologistes, d’informaticiens et d’ingénieurs biomédicaux, la combinaison parfaite pour pouvoir développer tout le savoir-faire nécessaire, de la synthèse de nouveaux biomatériaux au processus d’impression et à la personnalisation de la conception des implants. Ce qui est intéressant dans ce projet, c’est qu’il est né d’une urgence clinique et du constat du manque de nouveaux biomatériaux en médecine.

Malheureusement, les chirurgiens utilisent les mêmes matériaux biodégradables depuis 30 ans et aucune innovation n’a été apportée dans le domaine médical. Notre objectif était donc de changer ce paradigme. Nous avons donc développé une bibliothèque de polymères dégradables, ainsi qu’une technologie d’impression et une conception d’implants permettant de répondre aux exigences nécessaires à la régénération des tissus mous : i) des propriétés mécaniques (rigidité) du même ordre de grandeur que celles du tissu adipeux du sein, ii) un matériau stable face aux traitements à haute température et aux techniques de stérilisation, et iii) un matériau qui se dégrade au même rythme que le tissu se régénère, permettant la prolifération et l’expansion des cellules souches et leur spécialisation en adipocytes dans un délai de 9 à 12 mois. Et c’est ce que nous avons fait.

À la fin du projet et après avoir vérifié ces résultats au niveau préclinique, le centre de transfert de l’université, KTH Innovation, nous a aidés à concevoir une stratégie pour les propriétés intellectuelles et c’est là que nous avons rédigé notre premier brevet. Personnellement, ma motivation et mon rêve depuis mon plus jeune âge étaient d’avoir ma propre entreprise et, bien que j’aie commencé comme simple étudiant, j’ai fini par acquérir la majorité des parts de la société. En fait, j’ai participé à tous les programmes d’entrepreneuriat de KTH Innovation, au point d’être accepté dans le prestigieux DeepTech Incubate de STING, récompensé comme le meilleur programme d’incubation de startups au monde.

En réalité, la plupart de mes collègues n’étaient pas motivés par le développement de produits et ont décidé de poursuivre leur carrière dans le domaine scientifique ou dans des entreprises de plus haut niveau. Mon désir, ma passion et surtout ma croyance en la science qui a été accomplie m’ont conduit à poursuivre l’aventure avec Akira Science et je ne m’arrêterai pas tant que je ne verrai pas nos implants dans tous les hôpitaux.

3DN : Quelle est votre méthode pour imprimer des tissus en 3D et quels avantages avez-vous observés avec cette technologie ?

Notre proposition consiste à utiliser un support acellulaire, c’est-à-dire que nous n’utilisons aucun facteur de croissance ni aucun type de cellule souche dans nos implants. La première exigence imposée par le côté clinique était d’avoir un matériau aussi inerte que possible afin d’éviter tout type de rejet (ou de permettre au cancer de se reproduire à nouveau) et d’agir comme un support pour que les cellules déjà présentes dans le sein adhèrent, se reproduisent et favorisent la régénération tissulaire. Notre méthode d’impression est basée sur l’impression par filament, où nous devons travailler dans des conditions spécifiques.

Pour cela, j’ai dû optimiser à la fois le processus d’extrusion et d’impression afin de répondre aux exigences imposées par la conception de l’implant. Celui-ci est basé sur un maillage interconnecté présentant un haut degré de porosité qui permet la diffusion des cellules et une croissance homogène des tissus. La combinaison de notre biomatériau, de notre processus d’impression et de la conception de notre implant fait d’Akira Science une entreprise unique dans le secteur, avec un potentiel incroyable pour d’autres applications dans le domaine de la régénération des tissus mous.

L’avantage que nous avons constaté est que notre plateforme peut aider à la fois les chercheurs et les professionnels de la santé à faire progresser et à mettre en œuvre un changement de paradigme. Non seulement nous aidons les patients, mais nous simplifions les chirurgies de reconstruction mammaire en réduisant de 30 % le temps opératoire et en permettant aux hôpitaux d’économiser jusqu’à 50 % de leurs ressources. Il faut savoir qu’en Europe, le délai d’attente pour bénéficier d’une chirurgie reconstructive est d’environ deux ans, en raison de la complexité de l’intervention et de la nécessité de faire appel à des chirurgiens plasticiens et à des chirurgiens généraux (oncologues) pour planifier le traitement. Avec les implants AkiMed, tout cela n’est plus nécessaire : il suffit d’ouvrir et de placer l’implant après avoir retiré la tumeur.

3DN : Pouvez-vous nous en dire plus sur vos implants mammaires AkiMed™ ? Combien de femmes ont bénéficié de ces avancées ?

À ce jour, AkiMed™ est en phase préclinique, ce qui signifie que nos implants sont testés et validés sur des modèles animaux avant d’être utilisés chez l’homme. Bien que les implants n’aient pas encore été posés chez des femmes, les résultats précliniques sont prometteurs, montrant une excellente biocompatibilité et une grande efficacité dans la régénération des tissus adipeux.

Notre vision est qu’une fois les phases cliniques terminées et les autorisations réglementaires nécessaires obtenues, les implants AkiMed™ offriront une nouvelle option à des milliers de femmes subissant une chirurgie conservatrice du sein après un cancer. Ces implants simplifieront non seulement la procédure chirurgicale en réduisant le nombre d’opérations nécessaires, mais amélioreront également de manière significative les temps de récupération et les résultats esthétiques pour les patientes.

Grâce à la technologie 3D, ils sont en mesure de réduire le temps d’opération et les ressources nécessaires.

3DN : Selon vous, l’impression 3D est-elle l’outil du futur dans le domaine médical ?

L’impression 3D est sans aucun doute en train de transformer l’avenir de la médecine. Sa capacité à créer des solutions personnalisées, des implants aux prothèses en passant par les tissus bio-imprimés, révolutionne le traitement de nombreuses maladies.

Chez Akira Science, nous nous sommes concentrés sur le développement d’implants biodégradables qui facilitent la régénération des tissus mous de manière naturelle. Cette technologie permet non seulement de réduire la durée des interventions chirurgicales et les coûts hospitaliers, mais aussi d’améliorer les résultats cliniques pour les patients. À mesure que nous progressons dans le domaine de la biocompatibilité et de l’intégration de l’impression 3D à des biomatériaux avancés, nous voyons un énorme potentiel pour son application dans les chirurgies reconstructives, la régénération d’organes et la médecine personnalisée.

J’aimerais ajouter que j’ai eu la chance de pouvoir constater de mes propres yeux à quel point l’impression 3D se rapproche de plus en plus du patient. J’ai pu entreprendre mon doctorat au centre de compétences AM4Life, où plus de 30 universités, entreprises et hôpitaux travaillent côte à côte pour mettre en œuvre l’impression 3D, de la prévention/dépistage à la chirurgie finale.

3DN : Un dernier mot pour nos lecteurs ?

Je tiens à souligner que l’innovation dans le domaine médical doit toujours être au service des patients, en améliorant leur qualité de vie grâce à des solutions avancées et personnalisées. Chez Akira Science, nous pensons que l’avenir réside dans la combinaison de la personnalisation et de l’innovation transformatrice, en intégrant la science et la technologie pour répondre aux besoins médicaux réels. Nous invitons les lecteurs à suivre notre chemin et à prendre part à cette révolution dans le domaine de la médecine régénérative.

De plus, nous sommes convaincus que le succès dans ce domaine dépend de la collaboration entre les disciplines, où chaque voix compte et chaque point de vue apporte une valeur ajoutée. Nous croyons en une technologie intégrative qui non seulement optimise les traitements actuels, mais redéfinit également les normes des soins médicaux. L’avenir de la médecine se construit aujourd’hui et, ensemble, nous pouvons le faire avancer ! Vous pouvez en savoir plus ICI.

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*Crédits de toutes les photos : Akira Science