Des chercheurs du Centre de recherche technique VTT de Finlande développent des matériaux d’impression 3D pour soigner des plaies dans les hôpitaux. Les matériaux utilisent des nanofibrilles de cellulose, associées à des produits électroniques imprimés pour des soins de santé de niveau supérieur.
Quand on pense aux applications d’impression 3D médicale, on pense probablement à cela : les implants en titane imprimés en 3D, les modèles chirurgicaux imprimés en 3D et même la bi-empreinte 3D de tissus humains. Mais l’une des utilisations niches de la technologie additive dans les murs des hôpitaux concerne le soin des plaies, un domaine de traitement qui bénéficie grandement des nouveaux développements dans les matériaux et les techniques de fabrication.
En utilisant des nanofibrilles de cellulose, le Centre de recherche technique VTT de Finlande développe un produit de soin des plaies 3D pour surveiller l’état de la plaie pendant le traitement hospitalier. Et bien que cela puisse prendre un certain temps avant que ces produits soient approuvés pour les patients, les variations sur les nouveaux matériaux sont déjà testées sur des produits non médicaux comme les textiles et les décorations d’intérieur.
L’attrait de la cellulose réside dans ses propriétés fonctionnelles. Par exemple, en faisant un produit de soin des plaies à partir des nanofibrilles, les scientifiques du VTT pensent qu’ils peuvent attacher une protéine à un bandage adhésif imprimé en 3D pour aider à promouvoir la croissance des cellules de la peau autour d’une plaie. De plus, la zone de la plaie reste souple au lieu de développer un tissu cicatriciel rigide.
Les scientifiques affirment que les nanofibrilles de cellulose conviennent au développement de pâtes d’impression 3D car elles ont un haut niveau de résistance mécanique et ont des effets positifs sur la viscosité et la biodégradabilité. En général, l’utilisation de la cellulose a un effet sur la tolérance à l’humidité, la rigidité et la flexibilité d’une structure imprimée en 3D.
«En utilisant la nanocellulose, nous avons réussi à créer des structures 3D qui absorbent les liquides trois fois plus efficacement que les pansements en fibres d’alginate comparés et couramment utilisés dans le soin des plaies», a commenté Panu Lahtinen, chercheur senior au VTT. En absorbant l’humidité d’une plaie, les matériaux peuvent finalement raccourcir le temps de guérison.
Étonnamment, le produit de soin des plaies imprimé peut même incorporer de l’électronique. Le prototype du VTT combine de la nanocellulose, une protéine utilisée dans le soin des plaies, et de l’électronique imprimée. Les électrodes de mesure sont imprimées avec de l’encre argent sur un film en polyuréthane-nanocellulose, et ces électrodes fournissent des points de connexion pour un lecteur FlexNode sans fil, également développé au VTT.
Le lecteur FlexNode, relié à la plaie et attaché au patient avec de la gaze, est un véritable exemple de technologie de soins de santé de nouvelle génération, puisqu’il transmet sans fil des données de température ou de bio-impédance de la plaie à un ordinateur de l’hôpital. Cela permet au personnel médical d’être constamment à l’écoute de l’état du rétablissement d’un patient, en l’alertant s’il y a des signes d’infection ou d’autres complications.
Cependant, le gel de soin des plaies imprimé en 3D joue également un rôle clé. Contenant de la nanocellulose, de l’alginate et du glycérol comme ingrédients actifs, le gel maintient la plaie saine tout en agissant comme un tampon entre le corps et les composants électroniques.
Les chercheurs VTT sont toutefois conscients qu’ils doivent prendre les choses lentement.
La nanocellulose n’est pas encore approuvée pour un usage médical. L’équipe essaie d’autres utilisations pour les matériaux, y compris des matériaux d’impression biosourcés pour les textiles, les maquettes, les éléments de décoration d’intérieur et les applications thérapeutiques. Dans ces tentatives, les chercheurs ont pu imprimer à la fois des structures flexibles et rigides, selon les cas.
Si le monde médical décide que la nanocellulose doit être approuvée pour un usage médical, il ne faudra pas longtemps avant de voir des soins de la plaie qui transmettent les messages et qui transmettent les messages aux patients du monde entier.
Un document documentant les découvertes des chercheurs, « 3D-Printable Bioactivated Nanocellulose-Alginate Hydrogels, » a été publié dans ACS Applied Materials & Interfaces.
Le projet est mené en collaboration avec l’Université de Tampere et est financé par l’Académie de Finlande dans le cadre du programme BioDisp3D.
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.7b02756
