L’impression 3D au service des patientes atteintes d’un cancer du sein

Selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), en 2020, 2,3 millions de femmes dans le monde ont été diagnostiquées avec un cancer du sein et 685 000 en sont mortes. En France cette année, (selon l’Institut National du Cancer Edition), 61 214 nouveaux cas ont été enregistrés. Il s’agit du cancer le plus répandu dans le monde et l’une des principales causes de décès par cancer chez les femmes. À noter aussi que les hommes souffrent également de ce type de cancer. En effet, environ 0,5 % à 1 % des cas de cancer du sein touchent les hommes. Parmi les femmes atteintes de cette pathologie, 40 % doivent subir une mastectomie, c’est-à-dire l’ablation partielle ou totale d’un sein, pour se rétablir. Cependant, seulement 20 % de ces femmes choisissent la reconstruction mammaire, même si elle est souvent recommandée aux patientes. Afin de soutenir la cause, le mois d’octobre a été désigné comme le mois de la sensibilisation au cancer du sein et, plus précisément, le 19 octobre est la journée mondiale du cancer du sein. En l’honneur de cette journée, nous avons rassemblé les différentes façons dont l’impression 3D peut être utilisée pour contribuer à la lutte contre le cancer du sein et faciliter son traitement.

Tissue Derm : l’impression 3D pour lutter contre le cancer du sein

La start-up coréenne de biotechnologie PLCOskin a vu le jour en tant que centre de recherche d’entreprise de l’université Yonsei. Elle s’est spécialisée dans la reconstruction des tissus mous avec le développement de TissueDerm™. TissueDerm™est un derme artificiel à usage multiple, fabriqué à partir de la combinaison de collagène animal et de polymère artificiel, et imprimé en 3D. En chirurgie, TissueDerm™ est utilisé pour reconstruire les tissus mous défectueux, comme les seins des patientes atteintes d’un cancer du sein. PLCOskin propose en outre d’autres possibilités de traitement pour ces patientes, par exemple des couvertures de prothèses mammaires pour la reconstruction du sein. TissueDerm™est un implant artificiel sûr, environ 50% moins cher que les autres produits sur le marché et qui ne présente pas non plus d’effets secondaires. Le matériau utilisé dispose d’une excellente biocompatibilité et d’une grande résistance à la traction, de sorte qu’il ne provoque pas d’inflammation dans le corps de la patiente.

Crédits photo : PLCOSkin / Invest Korea

La prothèse française MATTISSE

Après 6 ans de recherche et 12 brevets déposés, l’entreprise lilloise Lattice Medical a développé une bioprothèse mammaire qui combine impression 3D, biomatériaux et ingénierie tissulaire. Baptisée MATTISSE, celle-ci est composée d’une coque imprimée en 3D qui permet à la fois de d’offrir le volume et la forme souhaités du sein, mais aussi de fixer le tissu à régénérer. L’objectif est de proposer une reconstruction mammaire naturelle en une seule chirurgie à toutes les femmes dans le besoin.

Concrètement, la bioprothèse MATTISSE est réalisée à partir de biomatériaux résorbables qui permettent la régénération de tissus autologues adipeux ; une fois implantée, les tissus se régénèrent pendant 6 mois et la prothèse disparaît naturellement en même temps. Lattice Medical s’est ainsi équipé d’un parc d’imprimantes 3D – plus spécifiquement des machines UltiMaker – situé en salle blanche et répond aux exigences du secteur médical. Fin 2022 l’entreprise française annonce le début de ses essais cliniques, l’objectif étant d’obtenir le marquage CE afin de débuter la commercialisation de sa bioprothèse en Europe.

Healshape

Fondée à Lyon en janvier 2020, Healshape est une startup biomédicale spécialisée dans la reconstruction et l’augmentation mammaire par bioprinting. L’entreprise vise à « développer des solutions naturelles de reconstruction mammaire pour chaque femme » en s’adressant aux 40% de 2,2 millions de femmes qui ont été diagnostiquées avec un cancer du sein et qui ont besoin d’une mastectomie (2020). Comme Lattice Medical, elle propose une bioprothèse entièrement personnalisée, baptisée UR SHAPE, qui est une « matrice 100 % naturelle composée de matériaux biosourcés [qui sont imprimables en 3D] et résorbables » grâce à l’utilisation d’une encre qui facilite la régénération des tissus de chaque femme. Une fois implanté, le médecin peut injecter les propres cellules de la patiente en réalisant un lipofilling. Une seule opération est donc nécessaire. Ces cellules vont alors adopter la forme de la bioprothèse et pourront reconstruire le tissu mammaire. Après quelques mois de travail, la prothèse pourra se résorber d’elle-même, ne laissant que les propres cellules de la patiente, qui devraient alors pouvoir retrouver leur sein. En 2023, l’entreprise a annoncé un partenariat avec l’Institut de Cancérologie de l’Ouest dans les Pays de la Loire, en France.

Les prothèses mammaires sur mesure imprimées en 3D de l’université de Limerick

À l’université de Limerick, en Irlande, des chercheurs ont annoncé ce qu’ils considèrent comme une « première mondiale » : la création de prothèses mammaires sur mesure pour les femmes ayant subi une mastectomie, à l’aide de la numérisation et de l’impression en 3D. Fruit d’une collaboration entre l’unité d’innovation rapide de l’université de Limerick (UL), l’unité de soins mammaires symptomatiques de l’hôpital universitaire de Limerick (UHL) et le centre de radio-oncologie Mid-Western du réseau privé Mater, ce service pilote espère améliorer la qualité de vie des survivantes d’un cancer du sein. En substance, les femmes ayant subi une mastectomie complète auront accès à des prothèses entièrement personnalisées qui seront produites sur place, au point de soins, et qui s’adapteront parfaitement au sein résiduel, quelles que soient sa forme et sa taille. Bien que les chercheurs ne précisent pas quelle technologie d’impression 3D a été utilisée, ils mentionnent que le traitement espère remédier à l’absence d’une approche « taille unique », qui est la norme actuelle. Le projet vise également à fournir des solutions de prothèses sur mesure dans toute l’Irlande.

L’équipe à l’origine du projet UL (de gauche à droite) : Emmajude Lyons, chercheuse en doctorat, Unité d’innovation rapide, Université de Limerick ; Dr Lorraine Walsh, consultante en radio-oncologie, Réseau privé Mater Limerick ; M. Chwanrow Baban, consultant en chirurgie mammaire générale et oncoplastique, Unité mammaire symptomatique, Hôpital universitaire de Limerick ; et Dr Kevin J O’Sullivan, chercheur principal, Unité d’innovation rapide (crédits photo : Université de Limerick).

La collaboration de 3D Systems et Collplant

CollPlant et 3D Systems ont conclu un accord pour co-développer une matrice de tissus mous régénérables imprimée en 3D, destinée à la reconstruction mammaire et capable de favoriser l’infiltration et la prolifération des cellules grâce à des bio-encres basées sur le rhCollagène. Cette régénération tissulaire minimise le risque de réaction immunitaire négative. En raison de son origine végétale, le rhCollagène offre également une sécurité supérieure tout en répondant aux exigences mécaniques des procédures d’implantation.

Crédits photo : 3D Systems

Des prothèses mammaires imprimées en 3D

Une équipe de scientifiques a mené une étude sur le traitement du cancer du sein par chimiothérapie localisée. La chimiothérapie traditionnelle est administrée en doses massives, ce qui entraîne des effets secondaires toxiques tels que la perte de cheveux, l’anémie et les nausées. Grâce à l’impression 3D, les chercheurs ont conçu une prothèse contenant du paclitaxel (PTX) et de la doxorubicine (DOX) afin de limiter la récurrence des tumeurs malignes et des métastases. Il s’est révélé que la prothèse imprimée en 3D contenant les molécules était capable de libérer les médicaments en continu pendant plus de 3 semaines, ce qui empêche un retour des cellules cancéreuses et limite considérablement les effets secondaires. Bien que l’étude ait été menée sur des souris, les résultats sont prometteurs pour le développement de futurs traitements contre le cancer du sein.

Crédits photo : Drew Hays/Unsplash

Le partenariat entre Fraunhofer IPT et BellaSeno

En collaboration avec l’entreprise BellaSeno, le Fraunhofer IPT travaille au développement d’un système de production automatisé qui permettra à l’avenir de fabriquer des implants mammaires à partir de tissus autologues. Dans le cadre de ce projet, les entreprises combinent leur expertise de l’impression 3D ainsi que leurs connaissances dans les domaines de la mécanique, de l’électronique et des techniques de mesure. Cette nouvelle méthode devrait donner de l’espoir à de nombreuses femmes, les implants classiques provoquant souvent une réaction de défense de l’organisme et présentant donc un risque supplémentaire pour la santé des patientes. Avec les implants en polycaprolactone imprimés en 3D par BellaSeno, le matériau implanté est censé être complètement dégradé par l’organisme en deux ans de telle sorte à ce que le sein soit à nouveau constitué des propres cellules du corps. Grâce à la fabrication additive, il devrait également être possible de créer les implants de manière plus efficace et à moindre coût, ce qui permettrait à davantage de femmes de se faire opérer. Toutefois, il faudra attendre plusieurs années avant que les implants ne soient approuvés. Les deux entreprises espèrent disposer d’un premier prototype dans les prochaines années.

Crédits photo : BellaSeno

Traiter le cancer à l’aide de tumeurs imprimées en 3D

À l’université de Waterloo, dans l’Ontario (Canada), une équipe de chercheurs mène la lutte contre le cancer du sein à l’aide de la bio-impression 3D. L’équipe révolutionne la manière dont les traitements contre le cancer sont traditionnellement menés au Canada et dans le monde entier. Auparavant, les médecins prélevaient les tumeurs par biopsie, qui étaient ensuite étudiées au microscope en deux dimensions. Cependant, avec l’introduction de la bio-impression 3D, les médecins sont en mesure de modéliser les tumeurs couche par couche, une modélisation complète comme jamais auparavant, et d’ouvrir de nouvelles voies pour des traitements plus rapides et moins coûteux, tels que l’essai de médicaments de chimiothérapie et la planification des meilleurs résultats de traitement.

Crédits photo : Université de Waterloo

Un implant imprimé en 4D qui s’adapte au corps et libère des médicaments

Un groupe de chercheurs de la Queen’s University Belfast (QUB) a créé des implants imprimés en 4D grâce à Tinkercad et à la bio-imprimante 3D Cellink Bio X. Ces implants personnalisés ont été fabriqués avec des matériaux intelligents capables de modifier leur forme et leurs caractéristiques. Grâce à cette technologie, les implants peuvent être programmés, contrôlés par des stimuli externes tels que la température ou l’humidité, afin d’améliorer leur adaptation à chaque patient. Les avantages de l’utilisation de l’impression 4D dans les implants ne sont pas seulement esthétiques, ils sont également capables de libérer progressivement des médicaments à des endroits très précis. Ce type de médicament de chimiothérapie (doxorubicine ou DOX) aide le patient à prévenir la réapparition des cellules cancéreuses.

Crédits photo : QUB

Un appareil à ultrasons imprimé en 3D pour lutter contre le cancer du sein

Une équipe de chercheurs du MIT a créé un dispositif imprimé en 3D qui promet de contribuer à la lutte contre le cancer du sein. L’appareil à ultrasons vise à permettre une détection précoce du cancer du sein. Les cancers de l’intervalle sont une source d’inquiétude pour les médecins et les patients. Il s’agit de tumeurs qui se développent rapidement entre les mammographies régulières et qui sont plus agressives que celles détectées en routine. Canan Dagdeviren, auteur principal de l’étude, explique que son objectif était de concevoir un dispositif qui permettrait un dépistage plus fréquent chez les personnes à haut risque. Le « cUSBr-Patch », un patch imprimé en 3D avec des ouvertures, permet de scanner en profondeur et d’obtenir une image du sein sous différents angles. Ce dispositif a été créé à l’aide d’une imprimante 3D Prusa i3 MK3S+ utilisant du TPU et du PLA, se fixe au soutien-gorge et permet de lutter contre ces cancers de l’intervalle.

Crédits photo : MIT

Des échafaudages imprimés en 3D pour la chirurgie reconstructive

Quelle que soit la maladie, la chirurgie reconstructive est un moyen de permettre aux patients de retrouver une vie normale et de se sentir plus sûrs d’eux. Des chercheurs de la Weill Cornell Medicine ont donc utilisé l’impression 3D pour améliorer l’aspect naturel des efforts de reconstruction du mamelon pour les patients ayant subi une mastectomie. Le disque imprimé en 3D est composé de poly-4-hydroxybutyrate (P4HB), un polymère déjà utilisé pour des dispositifs chirurgicaux et médicaux. L’échafaudage personnalisable crée une forme de moule qui est finalement rempli par le corps au cours de son processus naturel de guérison, après quoi le P4HB se décompose. « Il s’agit d’une étape importante pour aider les patientes qui choisissent de subir une reconstruction mammaire après une mastectomie à se sentir à nouveau entières« , explique le Dr Jason Spector, professeur de chirurgie.

Crédits photo : Spector Lab/Weill Cornell Medicine

Isolement des cellules cancéreuses agressives

Un groupe de recherche de l’université de Gérone a réussi à isoler les cellules à l’origine du cancer du sein chez la femme. Ils ont imprimé en 3D de minuscules matrices appelées échafaudages, qui reproduisent les tissus et les fibres du corps humain. À l’aide du logiciel BCN3D Cura et de l’imprimante 3D Sigma du fabricant barcelonais, ils ont testé différents paramètres afin de créer les modèles les plus optimaux pour la recherche. Ils ont fait 10 copies de chaque configuration afin de voir quelle géométrie séparait le mieux les cellules souches, qui provoquent les rechutes. En isolant les cellules souches, les chercheurs pourront mieux les étudier pour trouver les biomarqueurs responsables des tumeurs et les cibler avec des médicaments.

Crédits photo : BCN3D

L’impression 3D pour mieux comprendre le cancer du sein

Des chercheurs de l’université d’État de Pennsylvanie ont réussi à bio-imprimer en 3D des tumeurs du cancer du sein et à les traiter en laboratoire afin de mieux comprendre et traiter la maladie. Grâce à l’utilisation de la bio-impression 3D, cette étude novatrice permettra de développer des thérapies anticancéreuses sans recourir à l’expérimentation animale. Les chercheurs étudient notamment comment les cellules immunitaires humaines interagissent avec les tumeurs solides dans le cadre d’essais cliniques afin d’évaluer de manière sûre et précise les thérapies expérimentales. La recherche, qui implique également des immunologistes et des biologistes, aidera à comprendre comment la tumeur se développe, comment elle interagit avec les cellules humaines et comment elle se propage dans l’organisme, afin de la combattre plus efficacement.

Crédits photo : Penn State

ONEBra et l’impression 3D de bonnets de soutien-gorge suite à un cancer du sein

ONEBra est une jeune entreprise italienne qui a proposé une solution aux femmes ayant subi une mastectomie à la suite d’un cancer du sein. Souvent, en effet, l’asymétrie des seins résultant de cette opération entraîne des difficultés psychologiques supplémentaires pour les patientes. ONEBra a donc développé des bonnets de soutien-gorge personnalisables et imprimables en 3D qui peuvent être adaptés à la physiologie de la femme. La cliente peut scanner son corps à domicile et envoyer les images à l’entreprise, qui imprime ensuite en 3D les bonnets de soutien-gorge personnalisés et les expédie au domicile de la patiente. Grâce à l’utilisation de la fabrication additive, le produit est expédié en peu de temps et dans le respect total de la vie privée de la personne.

Les bonnets imprimés en 3D par ONEBra sont fabriqués avec la technologie HP MJF en TPU (crédits photo : ONEBra)

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