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#Startup3D : Readily3D et sa technologie d’impression volumétrique basée sur la tomographie

Publié le 10 juin 2021 par Mélanie R.
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Readily3D est une jeune startup suisse qui a développé une méthode d’impression 3D volumétrique afin de créer des formes organiques complexes en quelques secondes seulement. Elle s’est appuyée sur la tomographie pour concevoir sa première imprimante 3D ; celle-ci est capable de solidifier tout un objet en une seule fois au lieu d’adopter une approche couche par couche, généralement utilisée dans le secteur de la fabrication additive. Cette méthode pourrait permettre de fabriquer des tissus humains, des organes ou encore des modèles médicaux pour nos chirurgiens, le tout très rapidement et de façon fiable. Récemment, Readily3D a d’ailleurs présenté ses premiers travaux sur le pancréas : dans le cadre du projet européen ENLIGHT, la startup a imprimé en 3D des tissus organiques de l’organe. Un développement des plus intéressants pour lutter contre le diabète. Nous avons rencontré Damien Loterie, co-fondateur de Readily3D, afin d’en savoir plus sur la bio-impression volumétrique et les futurs projets de l’entreprise.

3DN : Pouvez-vous vous présenter ainsi Readily3D ?

Avec mes collègues Paul Delrot et Christophe Moser, j’ai co-fondé Readily3D SA qui est une spin-off de l’École polytechnique fédérale de Lausanne. Notre entreprise commercialise une technologie d’impression 3D dite « volumétrique » basée sur la tomographie. Le développement de cette technologie remonte à 2017 et s’inscrit dans la continuité des recherches que Paul et moi-même avions menées jusque là lors de notre doctorat au sein du laboratoire de Christophe.

De gauche à droite : Paul Delrot, Christophe Moser, Damien Loterie, les fondateurs de Readily3D

3DN : Comment est né le projet ENLIGHT ?

Ce projet est le fruit d’une collaboration de longue date entre notre équipe et celle du Professeur Riccardo Levato à l’UMC Utrecht aux Pays-Bas. Après des essais concluants sur d’autres types de cellules, le Prof. Levato a eu l’idée d’appliquer notre technologie d’impression tomographique aux cellules pancréatiques. Le but était d’obtenir des modèles du pancreas plus représentatifs que des cultures cellulaires classiques, s’appuyant pour ce faire sur la rapidité de nos imprimantes et leur aptitude à créer des réseaux vasculaires au sein même des objets imprimés. Le pancreas joue un rôle important dans le diabète. Le fait de pouvoir obtenir des simulation réalistes de cet organe par bio-impression facilitera grandement la recherche de nouvelles thérapies.

3DN : En quoi consiste la technologie développée par Readily3D ?

Notre imprimante 3D solidifie la totalité de l’objet d’un seul coup, à contrario des systèmes tels que l’extrusion ou la stéréolithographie qui fonctionnent couche par couche.

Le principe de base de notre méthode est la tomographie, comme en imagerie médicale. Ici, nous utilisons la tomographie pour fabriquer un objet plutôt que pour l’imager. Pratiquement, notre logiciel calcule des projections tomographiques de l’objet selon différents angles de 0 à 360°. Ensuite, l’imprimante envoie ces projections sous forme de faisceaux lumineux dans un volume de résine photosensible en rotation. Quelques dizaines de secondes plus tard, l’objet apparaît en suspension dans la résine.

En quelques secondes, la startup peut concevoir des formes complexes (crédits photo : Readily3D)

Notre méthode fonctionne avec une large gamme de matériaux photosensibles tels que les acrylates, les silicones et les hydrogels. De manière générale, tout les matériaux compatibles avec les machines DLP ou de stéréolithographie fonctionnent aussi sur notre machine. La résolution optique de notre machine est de 40 micromètres. Le volume d’impression est actuellement un cylindre de 10mm de diamètre et 27.5mm de haut, taille idéale pour la bio-impression. L’imprimante elle-même est compacte (30cm x 40cm x 60cm) et peut s’installer sur un bureau.

3DN : Quels sont les principaux avantages de la bio-impression volumétrique ?

L’impression volumétrique est unique pour sa rapidité d’impression exceptionnelle de 30 secondes. De plus, elle permet la réalisation de formes organiques complexes avec des vaisseaux et des cavités dans des orientations diverses et avec des surfaces lisses, là ou les imprimantes couche par couche se limitent à des formes par empilement vertical.

Au-delà de la vitesse, nous avons aussi l’avantage non négligeable d’imprimer sans contact à l’intérieur même de fioles en verre qui peuvent être stérilisées et refermées. Ceci protège les biomatériaux utilisés contre les contaminations externes, et permet l’utilisation de résines plus visqueuses ou même sous forme de gel.

Ces avantages conduisent à une excellente préservation des cellules vivantes, avec une viabilité à 7 jours de l’ordre de 80% à 90%. Nous visons notamment l’étude de cellules fragiles, qui ne supportent pas bien les contraintes et la durée des impressions classiques par extrusion.

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L’imprimante 3D développée par la startup suisse (crédits photo : Readily3D)

3DN : Et à contrario ses limites/challenges ?

C’est une méthode qui utilise des projections de lumières traversant la résine, et elle n’est donc pas appropriée pour des matériaux qui sont complètement opaques. Les défis auxquels nous souhaitons nous attaquer prochainement sont notamment la surimpression (impression multi-matériaux) et l’amélioration de la résolution.

À terme, nous augmenterons aussi la taille du volume d’impression. Elle peut atteindre jusqu’à 100mm de diamètre en tenant compte des matériaux actuels, et n’est pas limitée en hauteur. Cela dit, les applications que nous envisageons actuellement requièrent une échelle plus petite. En bio-impression, notamment, l’échelle du centimètre est préférée compte tenu de la difficulté de cultiver des cellules en plus grand nombre.

Crédits photo : Readily3D

3DN : Votre objectif est de concevoir des modèles de pancréas pour accélérer la recherche sur le diabète. Selon vous, comment l’impression 3D peut-elle aider le secteur médical à développer de nouvelles innovations?

Le développement de nouvelles thérapies repose souvent sur des essais à grande échelle de dizaines voire de centaines de combinaisons de molécules. La bio-impression 3D peut produire des bouts d’organes sur lesquels on peut faire ces tests de façon rapide, contrôlée et répétable, tout en étant plus représentatifs du corps humain pour des essais thérapeutiques. Ceci permet donc d’obtenir plus vite des réponses plus fiables en comparaison avec des cultures cellulaires classiques ou des tissus extraits d’animaux. De plus, il est possible dans certains cas d’utiliser directement les cellules d’un patient, ce qui permet de faire des études de manière très ciblée. C’est cette capacité à accélérer et à personnaliser le développement des thérapies qui est l’atout principal de l’impression 3D. À terme, les outils et le procédures que nous développons aujourd’hui pour la recherche serviront potentiellement plus tard à des objectifs bien plus ambitieux, tels que la régénération ou le remplacement d’organes chez le patient même.

La bio-impression volumétrique permettrait de concevoir des organes plus rapidement (crédits photo : Readily3D)

3DN : Quels sont les futurs projets de Readily3D ?

Nous souhaitons étendre nos collaborations avec les centres de recherche pour s’attaquer à des problèmes bio-impression jusqu’ici non résolus, notamment en ce qui concerne les cellules les plus fragiles et la bio-impression à grande échelle. A l’avenir, nous voulons étendre cette technologie d’impression à d’autres domaines comme l’audiologie et le dentaire où nous avons déjà nos premiers résultats. Le domaine de l’impression 3D bouge et on vous invite à rester au courant en suivant notre page LinkedIn et notre site web !

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