Bioprinter 3-D produit une peau humaine fonctionnelle "adaptée à la transplantation"

Des chercheurs espagnols ont indiqué avoir mis au point une bi-imprimante 3-D capable de produire une peau humaine suffisante pour une transplantation chez les patients ou pour tester des médicaments et des produits cosmétiques.
Des chercheurs en Espagne ont mis au point une bioprinterface 3D qui produit une peau adaptée à la transplantation chez les patients. Il est actuellement en cours d'approbation européenne.
Crédit d'image: UC3M

L’équipe, dont un groupe de l’Université Carlos III de Madrid (UC3M) en Espagne, décrit la percée de la revue Biofabrication.

L'impression 3D est une nouvelle technologie émergente avec des applications dans de nombreux domaines. En médecine, par exemple, plusieurs groupes à travers le monde explorent les moyens d’utiliser l’impression 3D pour développer les tissus et organes complexes du corps humain.

Un groupe a réussi à créer une oreille humaine, tandis qu'un autre travaille sur l'impression 3D du tissu osseux.

L'un des défis de la fabrication de parties du corps humain avec l'impression 3D ne consiste pas seulement à reproduire la complexité des structures, mais également à garantir qu'elles survivent à la transplantation dans un corps vivant.

Les chercheurs espagnols ont déjà développé une peau à deux couches à base de plasma qui a été utilisée avec succès pour traiter les brûlures et autres plaies chez un grand nombre de patients.

Avec cette méthode, cependant, cela peut prendre 3 semaines pour produire la quantité de peau nécessaire pour couvrir une brûlure importante ou une grande plaie. L'autre inconvénient est qu'une grande partie du processus est effectuée manuellement.

Grande surface de peau imprimée en 35 minutes

Dans la nouvelle étude, les auteurs rapportent comment la méthode d’impression tridimensionnelle qu’ils ont mise au point générait une grande surface de peau (100 x 100 centimètres) en moins de 35 minutes, y compris les 30 minutes nécessaires pour la gélification de la fibrine.

Au lieu des cartouches d’encres colorées normalement associées à l’impression, la bi-imprimante 3D utilise des composants biologiques. Les experts disent que ces "bio-encres" sont la clé de la réussite de l'impression 3D des tissus et des organes humains.

Comme avec leur méthode manuelle à base de plasma, la technologie d'impression de peau développée par l'équipe d'Espagne génère deux couches de peau: l'épiderme et le derme.

Il imprime l'épiderme, y compris le stratum corneum (la couche extérieure protectrice comprenant des cellules kératinisées). Ensuite, il imprime le derme plus profond et plus épais, complété par des fibroblastes qui produisent du collagène (la protéine qui donne à la peau sa force et son élasticité).

L'un des chercheurs, Juan Francisco del Cañizo de l'Hôpital général universitaire Gregorio Marañón et de l'Université Complutense de Madrid, note:

"Savoir comment mélanger les composants biologiques, dans quelles conditions travailler avec eux pour que les cellules ne se détériorent pas et comment déposer correctement le produit, est essentiel pour le système."

Un ordinateur contrôle le processus de bioimpression afin de déposer avec précision les bio-encres sur un lit d'impression pour en faire la peau.

"Indiscernable de la peau bicouche produite manuellement"

Les chercheurs ont réalisé deux types de tests sur la peau: l’un dans des tubes à essai et l’autre - pour tester des effets à plus long terme chez un animal vivant - après une transplantation chez des souris immunodéficientes. Ils notent les résultats:

"Dans les deux cas, la peau générée était très semblable à la peau humaine et, de plus, elle était impossible à distinguer des équivalents dermo-épidermiques bicouches, fabriqués à la main dans nos laboratoires."

L'équipe voit deux applications pour la nouvelle technique. L'une d'elles consiste à produire à grande échelle une peau non spécifique à une personne à partir d'un stock de cellules pour la recherche et les essais en laboratoire de produits cosmétiques et de médicaments. L'autre est de produire une peau spécifique à la personne en utilisant des cellules provenant de patients individuels pour traiter les brûlures et autres plaies.

La bio-imprimante 3-D utilise uniquement des composants humains pour produire une peau active qui produit son propre collagène humain. Les chercheurs notent que, contrairement à d'autres méthodes, il n'utilise pas de collagène animal.

Les encres bio utilisées dans l'étude sont brevetées par le Centre de recherche sur l'énergie, l'environnement et la technologie (CIEMAT) de Madrid. Ils sont licenciés au groupe BioDan, une entreprise privée espagnole de bioingénierie qui commercialise la technologie. Le CIEMAT et BioDan ont tous deux collaboré à l'étude.

"Cette méthode de bio-impression permet à la peau d'être générée de manière automatisée et standardisée, et le processus est moins coûteux que la production manuelle."

Alfredo Brisac, PDG du groupe BioDan

La bi-imprimante 3-D a été soumise à l'approbation de divers régulateurs européens. L'approbation est nécessaire pour s'assurer que la peau imprimée est adaptée à la transplantation chez les patients présentant des brûlures et d'autres affections cutanées.

L'équipe étudie également comment utiliser la nouvelle technologie pour imprimer d'autres tissus humains.

La vidéo suivante (en espagnol avec sous-titres anglais) d'UC3M illustre la nouvelle bioprinterface 3D.

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