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Des chercheurs reproduisent la surface d’une langue humaine grâce à l’impression 3D

Publié le 28 octobre 2020 par Mélanie R.
langue impression 3d

Des chercheurs à l’université de Leeds, en collaboration avec celle d’Edinburgh, ont imprimé en 3D des surfaces synthétiques souples possédant la même texture que celle d’une langue humaine. Fabriquées en silicone, elles imiteraient la topologie, l’élasticité et la mouillabilité de cet organe complexe. Une innovation qui pourrait ouvrir de nouvelles possibilités en termes de test des propriétés des aliments, de produits pharmaceutiques mais aussi aider à mieux comprendre certaines réactions (comme la bouche sèche) sans devoir le faire sur un être humain.

Aujourd’hui, la langue est un organe complexe composée de plusieurs muscles, très vascularisée et capable de nous transmettre cette notion de goût grâce à ses nombreuses papilles gustatives. Celles-ci couvrent l’ensemble de la langue, permettant de percevoir cinq goûts – sucré, salé, acide, amer, umami, le reste étant perçu par l’odorat. Ces papilles donnent à la langue une surface très particulière, assez rugueuse finalement, qui n’est pas facile à reproduire. Les chercheurs de l’université de Leeds ont toutefois relevé le défi et opté pour l’impression 3D.

La structure de la langue humaine est complexe (crédits photo : Anwesha Sarkar)

Le Dr Efren Andablo-Reyes, directeur de la recherche, explique : « Recréer la surface d’une langue humaine moyenne s’accompagne de défis architecturaux uniques. Des centaines de petites structures en forme de bourgeons appelées papilles donnent à la langue sa texture rugueuse caractéristique qui, combinée à la nature douce des tissus, crée un paysage compliqué d’un point de vue mécanique. Nous avons cherché à reproduire les caractéristiques mécaniques importantes de la langue humaine (c’est-à-dire la perception agréable de la sensation buccale et une lubrification adéquate pour la déglutition) dans une surface facile à utiliser en laboratoire pour reproduire les conditions de traitement buccal. »

L’équipe explique qu’elle a pris des empreintes en silicone de la surface de la langue de quinze adultes. Celles-ci auraient ensuite été numérisées optiquement en 3D pour cartographier les dimensions des papilles, leur densité et la rugosité moyenne des langues. A l’aide de simulations informatiques et de modélisations mathématiques les chercheurs ont conçu un moule imprimé en 3D reproduisant aléatoirement la forme et les dimensions des différentes papilles avec la bonne densité. La surface a ainsi pu être moulée avec des élastomères, dont la souplesse et la mouillabilité ont été optimisées. Il semblerait que l’équipe ait utilisée une imprimante 3D DLP pour imprimer en 3D cette surface artificielle servant de moule.

15 empreintes ont été réalisées (crédits photo : Anwesha Sarkar)

Plusieurs tests ont ensuite été menés pour vérifier si la surface reproduisant les caractéristiques d’une langue. Les chercheurs ont donc utilisé différents fluides plus ou moins complexes pour voir comment ils restaient en contact et se répandaient sur la langue. Il semblerait que les résultats soient identiques à ceux obtenus sur les empreintes en silicone.

Un tel projet de recherche pourrait avoir de grandes répercussions sur le secteur de l’alimentation et de la santé. Anwesha Sarkar, chercheur principal, explique : « Ce projet est primordial pour comprendre quantitativement comment les fluides interagissent dans la cavité buccale. La surface biomimétique de la langue que nous avons créée pourrait servir d’outil mécanique unique pour aider à détecter les contrefaçons dans les aliments et les boissons, sur la base des attributs de texture, ce qui est une préoccupation mondiale et peut contribuer à garantir la sécurité alimentaire. » Cela pourrait aussi s’appliquer sur les produits pharmaceutiques et permettre de développer de nouvelles technologies thérapeutiques. La fin des goûteurs finalement ? Retrouvez l’ensemble de l’étude ICI.

Les moules imprimés en 3D comprennent des petits trous permettant de reproduire la forme et les dimensions des papilles (crédits photo : Université de Leeds)

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