Des chercheurs impriment en 3D des valves cardiaques qui pourraient se développer dans le corps

Une équipe de chercheurs a récemment annoncé qu’elle avait mis au point une nouvelle forme de valves cardiaques imprimées en 3D. Ces pièces sont conçues pour donner aux propres cellules du patient la possibilité de former de nouvelles cellules et de se développer avec le reste du corps. Ce développement devrait contribuer à réduire les complications associées aux transplantations.  Comme vous le savez, l’utilisation de la fabrication additive dans le secteur médical a connu une croissance exponentielle car elle a permis aux scientifiques et aux médecins d’explorer des possibilités qui étaient totalement inimaginables il y a seulement quelques années. Le projet est encore en phase de recherche et de développement mais présente toutefois une avancée significative pour le secteur de la santé.

L’équipe comprend notamment Petra Mela, professeur de matériaux et d’implants médicaux à l’Université technique de Munich (TUM), et le professeur Elena De-Juan Pardo de l’Université d’Australie occidentale. Ensemble, elles ont travaillé sur la création de valves cardiaques imprimées en 3D, qui peuvent être utilisées comme des implants à vie, en raison de leur capacité à former de nouveaux tissus. En utilisant les technologies de fabrication additive, en combinaison avec des matériaux spéciaux et biodégradables, les professionnels ont pu créer des implants qui reproduisent les complexités uniques d’un organe humain.

Les valves imprimées en 3D sont très détaillées (crédits photo : Andreas Heddergott / TUM)

Bien qu’il existe déjà d’autres types d’implants de valves cardiaques, leur utilisation s’accompagne toujours de différentes complications. Les valves mécaniques, par exemple, ont tendance à former des caillots de sang sur les surfaces métalliques, ce qui peut entraîner de graves complications. De plus, les patients doivent prendre des anticoagulants à vie et limiter leur activité physique. Un autre inconvénient est que ces valves ne peuvent pas se développer et qu’elles doivent finalement être remplacées, comme l’explique Petra Mela : « Notre objectif est de concevoir des valves cardiaques bio-inspirées qui favorisent la formation de nouveaux tissus fonctionnels chez les patients. Les enfants bénéficieraient tout particulièrement d’une telle solution, car les valves cardiaques actuelles ne grandissent pas avec le patient et doivent être remplacées au fil des ans lors de multiples interventions chirurgicales. Nos valves cardiaques, en revanche, imitent la complexité des valves cardiaques naturelles et sont conçues pour permettre aux cellules du patient de s’infiltrer dans l’échafaudage. »

L’utilisation d’une technologie spéciale pour les valves cardiaques imprimées en 3D

Pour être en mesure d’imiter les fines structures biologiques de l’organe humain, les chercheurs se sont tournés vers une toute nouvelle technologie de fabrication additive, appelée « melt electrowriting ». Il s’agit essentiellement d’un processus d’extrusion dans lequel un polymère est chauffé, fondu et expulsé d’une tête d’impression sous forme de jet liquide. Toutefois, la particularité de ce procédé réside dans l’utilisation d’un champ électrique à haute tension, qui est appliqué sur le jet et rend la fibre résultante aussi fine que cinq à cinquante micromètres, ce qui permet à la machine d’imprimer de manière extrêmement détaillée et de produire des modèles très précis. Afin de s’assurer que le meilleur matériau est utilisé pour l’implant, l’équipe a choisi d’utiliser du polycaprolactone (PCL) de qualité médicale, qui est compatible avec les cellules et biodégradable.

Petra Mela, professeur de matériaux et d’implants médicaux à l’Université technique de Munich

Comme indiqué précédemment, l’objectif à long terme est de créer des implants pour les enfants, qui peuvent rester à l’intérieur du corps et grandir avec le patient. L’espoir est qu’au bout d’un certain temps, les cellules s’installent dans les espaces des micro-pores, qui sont plus petits que les pores de la structure PCL. Bien qu’il reste encore un long chemin à parcourir, l’équipe est convaincue qu’il s’agit d’une grande amélioration pour les personnes souffrant de maladies des valves cardiaques et elle passera bientôt à l’expérimentation animale. Pour en savoir plus sur le projet, cliquez ICI.

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*Crédits photo de couverture : Andreas Heddergott / TUM