BIO-PRINTING: Du cartilage artificiel en 3D pour réparer les articulations
Cette équipe de la Penn a développé un nouveau type d’encre, pour son imprimante 3D. Une « encre » à base de brins de cartilage qui, une fois passée par l’imprimante « bio » va permettre d’obtenir de grands « patchs » de cartilage pour réparer les cartilages usés ou lésés chez des patients atteints d’arthrose. Un nouvel exemple de cette technique prometteuse en médecine régénérative.
Il s'agit de répondre à un vrai besoin, le cartilage est un tissu qui ne peut pas se régénérer. Une fois endommagé, il reste endommagé. De précédentes tentatives de développement de cartilage artificiel ont été effectuées avec des cellules intégrées dans un hydrogel utilisé comme échafaudage pour cultiver le tissu. Mais l'hydrogel confine les cellules et ne leur permet pas de communiquer comme dans les tissus natifs et la croissance cellulaire reste donc insuffisante. Ibrahim T. Ozbolat, professeur agrégé en ingénierie mécanique et son équipe ont eu l'idée d'utiliser des « brins » de cartilage de vache, pour créer cette encre d'un nouveau type (bio-ink) qui via ce processus de bioprinting en 3D va aboutir à des patchs ou prothèses de cartilage permettant de remplacer les articulations des patients arthritiques. Il explique que le cartilage est un tissu cible adapté au bioprinting car il est constitué d'un seul type de cellule et ne comporte pas de vaisseaux sanguins.
Des cellules aux brins de cartilage : La nouvelle méthode par bio-printing va permettre de produire de plus grands patchs et en évitant le recours à l'échafaudage d'hydrogel. Le processus consiste à créer un petit tube constitué d'alginate, de quelques dixièmes de millimètres, d'injecter des cellules de cartilage dans le tube, de les laisser se développer pendant une semaine de manière à ce qu'elles adhèrent les unes aux autres. Comme les cellules ne collent pas à l'alginate, les chercheurs obtiennent ainsi des « brins » de cartilage.
Des brins de cartilage dans l'imprimante 3D : Les chercheurs ont développé un prototype d'imprimante, spécialement conçue pour être alimentée par ces brins de cartilage, et reproduire le modèle choisi. Après « impression », le patch est plongé en milieu nutritif pour lui permettre de fusionner encore plus solidement. Un processus d'impression décrit comme souple et évolutif qui permet de mimer le cartilage articulaire réel, avec si besoin, des correctifs. Très similaire au cartilage de la vache, ses propriétés mécaniques restent à ce stade, inférieures à celles du cartilage naturel, supérieures à celles du cartilage produit sur échafaudage hydrogel. Il « reste » donc à améliorer ses propriétés mécaniques. Enfin, le procédé permet l'utilisation bien sûr de cellules autologues ce qui va limiter les risques de rejet.
Un nouvel exemple de bio-printing, un des axes majeurs de la médecine régénérative du futur.
Scientific Reports 27 June 2016 doi:10.1038/srep28714 Three-dimensional bioprinting using self-assembling scalable scaffold-free “tissue strands” as a new bioink (Visuel@Ozbolat, Penn State)
Lire aussi: BIO-PRINTING: Une première preuve de concept d'organes imprimés en 3D –
Cette actualité a été publiée le 27/06/2016
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