La trompe du moustique réutilisée comme micro-buse pour l’impression 3D haute résolution

La plupart des gens considèrent les moustiques comme des nuisibles, et non comme des outils pour la microfabrication de nouvelle génération. Pourtant, des chercheurs de l’Université McGill ont démontré que la trompe d’une femelle moustique morte peut servir de micro-buse biodégradable pour l’impression 3D haute résolution. Avec un diamètre intérieur d’environ 20 micromètres, elle produit des éléments plus fins que de nombreuses pointes métalliques commerciales, et ce à un coût bien moindre.

Les buses de haute précision sont coûteuses et souvent à usage unique, ce qui rend l’impression ultra-fine à la fois coûteuse et source de gaspillage. L’équipe de McGill a cherché à savoir si des structures microfluidiques naturelles pouvaient résoudre ce problème et a découvert que la trompe du moustique présentait déjà la géométrie idéale. Elle est naturellement droite, de forme uniforme et d’une largeur comprise entre 20 et 25 micromètres, ce qui la rend parfaitement adaptée à l’extrusion à micro-échelle.

Transformer un moustique en micro-buse

Malgré son apparence délicate, la trompe est structurellement solide. Des tests ont montré qu’elle peut résister à des pressions internes d’environ 60 kilopascals, ce qui est suffisant pour y faire passer des bio-encres épaisses sans qu’elle ne se rompe. Les chercheurs ont mis au point un dispositif d’écriture directe et ont fixé la trompe à une pointe métallique standard de 30G, ce qui lui permet de se connecter à un extrudeur à seringue et de se déplacer avec précision sur le plateau d’impression.

Afin de garantir une impression fiable, l’équipe a analysé la façon dont différentes encres s’écoulent à travers le canal naturel et a identifié les conditions de fonctionnement qui empêchent le colmatage ou la rupture. Dans le cadre de ces paramètres, la bio-buse a fonctionné de manière étonnamment efficace. À l’aide d’encres biologiques commerciales telles que Cellink Start et Pluronic F 127, l’équipe a imprimé des structures en nid d’abeille et des échafaudages tridimensionnels contenant des cellules cancéreuses B16. Les filaments mesuraient entre 18 et 28 micromètres, et la viabilité cellulaire est restée d’environ 86 % après l’impression.

Une alternative durable pour l’impression à micro-échelle

Le coût et la durabilité sont des avantages majeurs. Les moustiques peuvent être élevés à moindre coût dans des environnements contrôlés et l’équipe estime que chaque bio-buse coûte moins d’un dollar à produire. La trompe est biodégradable et peut rester fonctionnelle pendant des mois lorsqu’elle est stockée correctement, ce qui en fait un consommable pratique pour les laboratoires de recherche. Les buses en verre étiré offrent toujours les résolutions les plus élevées, mais elles sont fragiles, coûteuses et difficiles à fabriquer de manière uniforme. La buse fabriquée à partir de la trompe de moustique occupe un créneau différent. Elle offre une résolution fine, des performances prévisibles et une réduction significative des déchets.

Ce type de processus d’impression reste récent et doit encore faire ses preuves, mais il élargit les possibilités d’intégration des structures biologiques dans la fabrication additive. Au lieu d’imiter la nature, cette approche l’utilise directement. Et dans ce cas, le moustique devient enfin utile.

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*Crédits de toutes les photos : Scientific Advances