On ne peut toujours pas dire que c’est une autre idée de science-fiction qui s’est réalisée, mais les scientifiques en sont très proches à cela : une équipe de l’Institut de médecine régénérative de Wake Forest, aux États-Unis, prétend avoir créé une technologie d’impression en 3D capable de produire des muscles, du cartilage et même des os.
Non, ces tissus ne sont pas identiques aux “originaux”, mais, en thèse, ils présentent les caractéristiques nécessaires pour être utilisés dans les chirurgies de reconstruction, telles que la résistance, la flexibilité (si nécessaire) et la réduction des risques de rejet par l’organisme.
Selon le professeur Anthony Atala, chef de projet, deux autres caractéristiques notables représentent les principales avancées de cette technologie : les tissus sont capables de “survivre” dans l’organisme et, d’une certaine manière, peuvent continuer à se développer après l’implantation ? avant l’implantation, le tissu peut rester vivant pendant plusieurs semaines.
Les imprimantes travaillant avec du matériel biologique ne sont pas nouvelles. En général, ces imprimantes fonctionnent de la même manière que les imprimantes 3D classiques (qui utilisent du plastique, des métaux, etc.), c’est-à-dire qu’elles impriment couche par couche.
Le problème est que la technologie d’impression biologique actuelle ne peut imprimer que des structures d’une taille minimale de 0,18 mm. L’épaisseur minimale doit être beaucoup plus faible pour permettre, par exemple, la formation de vaisseaux sanguins.
Appelée Système intégré d’impression de tissus et d’organes (ITOP), la technologie développée par l’équipe Atala surmonte cette limitation en mélangeant des cellules musculaires, du cartilage ou même des cellules souches avec un matériau appelé polycaprolactone, qui n’est rien d’autre qu’une sorte de plastique biodégradable.
En gros, l’ITOP alterne des couches de plastique et des couches de gel à base d’eau qui concentrent les cellules. Le polycaprolactone a pour fonction de construire et de maintenir la forme de l’objet. Pour l’aider dans cette tâche, un support externe peut être utilisé lors de l’impression.
Cette matière plastique est poreuse, c’est-à-dire qu’elle comporte de minuscules canaux qui permettent aux nutriments et à l’oxygène d’atteindre les cellules. De cette façon, ils se développent et pénètrent pratiquement tous les tissus. Même les vaisseaux sanguins apparaissent dans ce processus. Peu à peu, le polycaprolactone est absorbé par l’organisme jusqu’à ce qu’il reste essentiellement de la matière organique.
Grâce à l’ITOP, les chercheurs ont pu imprimer des tissus organiques vraiment impressionnants. Les tests ont été effectués de plusieurs manières. Dans l’un d’eux, une oreille imprimée de forme humaine a été implantée sous la peau d’une souris. Huit semaines plus tard, l’oreille ressemblait encore à une… oreille. De plus, l’organisme de l’animal a commencé à attacher les vaisseaux sanguins et le cartilage à l’implant.
Dans un autre test, des fragments d’os de la mâchoire générés à partir de cellules souches ont été implantés chez des rats (devinez quoi). Là encore, les résultats ont été impressionnants : les os ont conservé la même forme des mois après l’intervention, ont été impliqués par des vaisseaux sanguins et n’ont subi aucun type de rejet.
Ce sont des résultats encourageants, sans aucun doute. Mais la phase la plus importante est encore à venir : celle des tests sur l’homme. Cela ne devrait pas arriver trop tôt. Les scientifiques doivent encore analyser les aspects de fiabilité et de sécurité pour réaliser des implants sur des personnes. Ensuite, ils devront déterminer si les tissus imprimés peuvent vivre dans l’organisme pendant plusieurs années et permettre, par exemple, la formation de terminaisons nerveuses.
Les défis sont grands, mais les scientifiques de l’équipe Atala, ainsi que tant d’autres qui travaillent sur des projets similaires dans des institutions du monde entier, pensent que dans quelques années, nous pourrons compter sur des tissus fabriqués dans des imprimantes 3D pour remplacer les cartilages, les muscles et les os endommagés par des tumeurs ou des accidents, par exemple.
Cette journée sera longue à venir, reconnaît le professeur Atala lui-même. La bonne nouvelle est que, comme nous avons pu le constater, une grande partie du chemin a déjà été parcourue.
L’avenir en 3D
L’impression 3D est une fièvre récente dans de nombreux domaines, et pas seulement en médecine. L’idée est cependant née dans les années 1980. Certains pensent que la popularisation de cette technologie peut complètement révolutionner la façon dont nous produisons et consommons les produits. Est-ce le cas ? Nous en avons discuté dans le perlmOl 025. Assurez-vous de vérifier ?
