Imprimer un cartilage tout neuf
L'impression 3D recouvre divers processus destinés à fabriquer une pièce par couches successives. Le modèle de la pièce, classiquement inanimée, vient d'un programme de CAO. Aujourd'hui des scientifiques travaillent aux éléments essentiels des tissus ciblés, afin de réaliser des bio-encres pour «imprimer» le tissu. Ces bio-encres sont des hydrogels qui contiennent des cellules ainsi que des substances remplissant les fonctions de la matrice extracellulaire naturelle. De fait, on ne peut pas s'attendre à projeter des cellules dans une solution saline et à les voir former un tissu vivant et fonctionnel. Reste qu'il s'est avéré difficile de reproduire la complexité de la matrice extracellulaire. Et dans le cas de matrices régénératrices pour le cartilage et l'os, elles doivent aussi contenir des substances comme la fibrine et le collagène. Le projet PRINTCART («Bioprinting of novel hydrogel structures for cartilage tissue engineering»), financé par l'UE, a été lancé pour corriger le manque de formulations adéquates d'hydrogel. Il a atteint tous les objectifs, avec de nouvelles formulations d'hydrogel basées sur des composants synthétiques et dérivés de la nature. Les chercheurs ont étudié le comportement rhéologique des formulations, et l'ont adapté pour qu'elles soient utilisables dans une bio-imprimante afin de fabriquer des structures bien définies et intégrant des cellules vivantes. Ils ont amélioré la capacité de fabrication de tissus ressemblant au cartilage. Ils ont conçu une méthode de renforcement par des fibres, afin d'améliorer in vivo les propriétés mécaniques des hydrogels chargés de cellules et destinés à supporter des charges notables. Les chercheurs ont aussi proposé des formulations exemptes de cellules, pour former des matériaux caoutchouteux à l'aide de réticulations induites par la lumière. Ils peuvent être imprimés à des températures raisonnables en même temps que les gels chargés de cellules, afin de conférer la rigidité et la solidité requises pour des matrices de tissus de régénération. Enfin, il est possible de programmer la dégradation des hydrogels, selon les besoins thérapeutiques. En Europe, les dommages aux muscles et au squelette, ainsi que les maladies associées, sont la principale cause de douleurs à long terme et d'arrêts maladie. D'autres applications sont attendues, comme en chirurgie esthétique, en réparation cutanée ponctuelle pour les soldats, et pour les tests pharmaceutiques et toxicologiques. Les nouvelles formulations d'hydrogel pour bio-impression devraient donc avoir un important impact socioéconomique.
Mots‑clés
Cartilage, bio-impression, tissus, bio-encres, hydrogels, génie tissulaire
