Des scientifiques développent une imprimante 3D qui produit du cartilage artificiel

Une nouvelle imprimante hybride a simplifié le processus de fabrication du cartilage implantable, rapportent des chercheurs de l'Institut de médecine régénératrice de Wake Forest. Biofabrication.
Les auteurs ont expliqué qu'ils ont réalisé une avancée majeure dans l'impression de tissus 3D. Avec leur système, le cartilage est "imprimé".
L'imprimante a été utilisée pour fabriquer des constructions de cartilage qui pourraient éventuellement être implantées dans des zones spécifiques de patients blessés, tels que les articulations, afin de favoriser la repousse du cartilage.
Ils ont créé une imprimante hybride qui combine deux techniques de fabrication à faible coût:

• Une machine d'électrofilage
• Une imprimante à jet d'encre

Leur matériel est plus résistant et résistant que d'autres types de cartilage artificiel

Les scientifiques ont déclaré qu'en combinant ces deux systèmes, ils ont pu construire une structure à base de matériaux synthétiques et naturels. Alors que les matériaux en gel naturel fournissent un environnement dans lequel les cellules peuvent se développer, le matériau synthétique assure la solidité de la construction.


Cette imprimante hybride a été adaptée pour imprimer du cartilage. Les scientifiques espèrent que ce type de cartilage fabriqué pourra éventuellement être implanté chez des patients blessés. Photo de l'Institut de physique (publié dans la revue Biofabrication).Ils ont réussi à produire, dans ce système hybride, des constructions de cartilage beaucoup plus stables mécaniquement par rapport à celles qu’une imprimante à jet d’encre pouvait produire en utilisant uniquement du gel.
Ils ont également constaté que les concepts maintenaient leurs caractéristiques fonctionnelles dans le laboratoire et dans un système réel.
La machine d'électrofilage utilise un courant électrique pour générer des fibres extrêmement fines à partir d'une solution de polymère. L'électrospinning permet de contrôler facilement la composition des polymères, en produisant des structures poreuses qui encouragent les cellules à s'intégrer dans les tissus environnants.
Co-auteur, James Yoo, M.D., Ph.D., a déclaré:

"Ceci est une étude de preuve de concept et montre qu'une combinaison de matériaux et de méthodes de fabrication génère des constructions implantables durables. D'autres méthodes de fabrication, telles que des systèmes robotiques, sont en cours de développement pour améliorer la production de constructions tissulaires implantables."

Des tapis souples en polymère synthétique électrospuné ont été combinés avec une solution de cellules cartilagineuses provenant d'un oreille de lapin. Les tapis ont été combinés couche par couche avec les cellules cartilagineuses qui ont été déposées à l'aide d'une imprimante à jet d'encre traditionnelle. Les tapis avaient une épaisseur de 0,4 mm et une diagonale de 10 cm.
Ils ont mesuré leur force en les chargeant avec des poids différents. Une semaine plus tard, ils ont testé pour savoir si les cellules cartilagineuses étaient encore vivantes.

Tester les constructions dans des systèmes réels

Les scientifiques ont inséré les constructions dans des souris pendant deux, quatre et huit semaines pour déterminer leur performance dans un système de la vie réelle. Dans les huit semaines suivant son implantation, les produits de construction avaient développé les structures et les propriétés que l'on retrouve généralement dans le cartilage élastique, démontrant ainsi leur potentiel d'utilisation chez l'homme blessé.
Les constructions cartilagineuses pourraient éventuellement être appliquées cliniquement en utilisant, par exemple, un schéma à partir d'une IRM d'un genou, à partir duquel une construction correspondante pourrait être créée. "Une sélection minutieuse du matériel d'échafaudage pour la construction de chaque patient permettrait à l'implant de résister aux forces mécaniques tout en encourageant le nouveau cartilage à s'organiser et à combler le défaut", ont-ils ajouté.

Cartilage d'ingénierie à partir de cellules souches pluripotentes

Les chercheurs de Duke Medicine ont réussi à créer du cartilage à partir de cellules souches pluripotentes induites, qui ont été cultivées et triées pour être utilisées dans la réparation des tissus de patients souffrant d'arthrose ou de blessures.
Ils ont rapporté leurs conclusions sur le Actes de l'Académie nationale des sciences. Les scientifiques ont ajouté que les CSPi (cellules souches pluripotentes induvées) pourraient éventuellement être utilisées efficacement pour des patients présentant des lésions ou des défauts spécifiques des tissus cartilagineux.
Co-auteur, Farshid Guilak, PhD., A déclaré:

"Cette technique de création de cellules souches pluripotentes induites - une réalisation récompensée par le prix Nobel de médecine de l’Université Shimya Yamanaka de Kyoto - est une façon de prendre les cellules souches adultes et de les convertir en cellules souches embryonnaires."

Ecrit par Christian Nordqvist