Des valves et ventricules imprimés en 3D à partir de collagène

Des scientifiques de l’Université Carnegie Mellon ont réalisé un pas de plus vers la fabrication d’organes fonctionnels imprimés en 3D : en ayant recours à la technologie de FluidForm, ils auraient réussi à reconstruire certaines parties du coeur humain, notamment des valves cardiaques. Baptisée FRESH (Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels), cette technologie permet d’imprimer en 3D des échafaudages complexes avec du collagène non modifié grâce à l’utilisation d’un gel de support temporaire.

On vous avait présenté il y a quelques jours l’avancée de cette équipe de l’ETH Zurich qui avait imprimé en 3D des valves cardiaques artificielles à partir de silicone. Après deux heures d’impression, cette valve serait renforcée grâce à l’ajout de collagène. Les chercheurs américains sont allés plus loin cette fois-ci en imprimant en 3D directement à partir de collagène, et ce dès le départ du processus d’impression. Ils auraient même conçu des ventricules, des valves et de petits vaisseaux sanguins. 

Pour réaliser cette avancée médicale, l’équipe de l’Université a eu recours à la technologie de bio-impression FRESH, un système qui permet de déposer couche par couche des bio-encres et autres matériaux souples – comme le collagène – dans un bac de gel. Celui-ci fait en quelque sorte office de support d’impression puisqu’il permet de maintenir les matériaux extrudés, minimisant le risque de déformation des bio-matériaux. Ce gel est ensuite chauffé pour pouvoir retirer facilement la pièce bio-imprimée, en l’occurrence une valve cardiaque.  Le CTO et co-fondateur de FluidForm, Adam Feinberg, explique : “Nous avons maintenant la possibilité de construire des concepts qui reprennent les propriétés structurelles, mécaniques et biologiques clés des tissus natifs. Il reste encore de nombreux défis à relever pour nous amener à des organes 3D issus de la bio-ingénierie, mais ce travail représente une avancée majeure.”

Les chercheurs de l’Université expliquent qu’ils ont effectué plusieurs tests concluants et ont notamment bio-imprimé des petits coeurs basés sur des données d’IRM. Ils auraient réussi à créer des petits ventricules à partir de cardiomyocytes humains, ventricules qui se sont contractés de façon synchronisée. Bien entendu, il reste encore de nombreux défis à relever, notamment pour permettre la génération de milliards de cellules nécessaires à la bio-impression de tissus plus grands – la mise à l’échelle est une étape très délicate. Il faut également que ce processus de bio-impression soit validé par des directives cliniques réglementaires. 

Les équipes de ce projet restent fières. Mike Graffeo, CEO de FluidForm conclut : “Nous sommes très contents des recherches effectuées dans le laboratoire de Feinberg. La technique FRESH développée à la Carnegie Mellon University permet aux chercheurs en bio-impression d’obtenir une structure, une résolution et une fidélité sans précédent, ce qui permettra un bond en avant considérable sur le terrain. Nous sommes ravis de mettre cette technologie à la disposition des chercheurs et ce, partout dans le monde.” Vous pouvez retrouver plus d’informations ICI.

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