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Imprimer nos muscles et nos organes en 3D

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Imprimer des pièces d'avions et de robots avec une imprimante 3D, c'est du déjà vu. La compagnie Organovo située à San Diego, Californie,  voudrait éventuellement imprimer des organes de remplacement humains en utilisant la technologie d'impression 3D. Ils sont créé une bio-imprimante 3D avec la compagnie australienne Invetech qui a été choisie par la revue Time Magazine comme étant l'une des cinquante meilleures inventions en 2011.

La bio-imprimante 3D créée utilise deux cartouches (similaires aux cartouches d'encre d'imprimantes à jet d'encre) et deux têtes d'impression ;  une pour le type de cellules du tissu à concevoir et une pour un hydrogel qui va servir de structure et de support aux cellules. L'imprimante est munie d'un système de calibration contrôlé par laser qui permet de positionner les tubes de capillarité à l'endroit établi avec une précision de quelques microns.

La compagnie Organovo fabrique actuellement des tissus de muscles humains. Ils insèrent donc des cellules humaines de muscles dans une des cartouches de la bio-imprimante 3D, et déposent ces cellules sur une mince couche d'hydrogel selon un patron de lignes très rapprochées. Cette disposition permet aux cellules de se développer et d'interagir avec les autres cellules pour éventuellement former un tissu de muscle fonctionnel pratiquement identique à un muscle humain.

muscles3d2Les tissus de muscle développés par cette compagnie permettent aux chercheurs de compagnies pharmaceutiques de les utiliser pour mettre à l'essai des médicaments sur des tissus humains, leur permettant d'économiser des milliards de dollars en essais sur des tissus d'animaux qui par la suite ne fonctionnent pas sur les tissus humains. Et donc de préserver les animaux...

Organovo a jusqu'à présent réussi à développer des tissus humains de différents types : des muscles cardiaques, des tissus de poumons, des vaisseaux sanguins.

Leur objectif à long terme est de développer des organes de remplacement, sachant qu'il manque toujours cruellement de donneurs pour répondre aux besoins de transplantation d'organes. (Source : http://etsinnovation.wordpress.com - 2012)

Fabriquer aussi des vaisseaux sanguins en 3D

Ying Zheng, de l'Université de Washington à Seattle, et ses collègues ont injecté des cellules endothéliales humaines – celles qui tapissent les vaisseaux sanguins – dans des canaux minuscules à l'intérieur d'un gel de collagène.

Les cellules endothéliales se sont propagées à travers les canaux, qui ne font que quelques micromètres de largeur, et ont formé des tubes creux en trois dimensions – ou microvaisseaux. Lorsque les chercheurs ont diffusé le sang dans le système, il s'est déplacé à travers du micro-vaisseau sans adhérer. Il a même pu s'écouler en douceur dans des coudes de 90°. 

Les chercheurs ont ensuite ajouté une série de protéines impliquées dans l'inflammation. Ils ont constaté que les protéines avaient causé la coagulation du sang à l'intérieur du micro-vaisseaux, comme elles le feraient dans le corps. « Parce que le système a réagi à ces stimulus de la même manière qu'un système naturel vasculaire le ferait », dit Zheng, « cette méthode pourrait être utile un jour pour tester des médicaments ».

Lorsque le groupe a injecté des cellules musculaires et cérébrales dans le gel, avec des protéines qui stimulent la croissance des vaisseaux sanguins, les micros-vaisseaux ont montré qu'ils pouvaient se ramifier et intégrer les deux types de tissus.

Comme les canaux peuvent être convertis sous n'importe quelle forme, la bio-ingénieure Linda Griffith du Massachusetts Institute of Technology a bon espoir que la technique permette de modéliser des systèmes complexes vasculaires tels que la barrière hémato-encéphalique, qui est difficile à étudier chez les animaux vivants. En outre, elle ajoute, « les chercheurs pourraient étudier comment les cancers métastasent en mettant en relation d'autres types de cellules, comme celles des os ou des cellules du foie, avec des cellules cancéreuses, dans les canaux.

Zheng explique que « la prochaine étape consistera à utiliser le système comme point de départ pour un organe artificiel. En étirant les canaux en une forme correcte, cela permettra à l'organe d'avoir un approvisionnement adéquat en sang. (Source : civilisation2.org / mai 2012).

Bientôt donc, nous pourrons commander nos muscles, nos vaisseaux sanguins, voire nos organes, sur mesure quand nous les trouverons un peu fatigués. A suivre...

A lire dans UP' : Finie la corvée des courses, le steak s'imprime en 3D

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