Quand on parle d’interventions chirurgicales sur des organes internes, le cœur peut être l’un des plus difficiles avec lequel travailler. Le tissu cardiaque ne se répare pas comme celui des autres parties du corps, de sorte que ceux qui ont des cœurs défaillants n’ont seulement comme seule option qui est d’adhérer à une longue liste d’attente dans l’espoir de recevoir une greffe dans le temps. Tout cela peut changer dans un avenir proche, car un groupe de recherche à l’Université Carnegie Mellon a démontré une méthode de bioimpression 3D avec des matériaux mous.
La plupart des impressions 3D implique des matériaux qui se supportent eux-mêmes, tels que ceux utilisés pour une cage thoracique et un sternum, en titane, des guides en silicone pour aider la régénération nerveuse, ou du plastique flexible pour modéliser un cœur en 3D pour planifier l’intervention chirurgicale. Mais quand il s’agit de la réplication des tissus mous, la difficulté réside dans le fait que chaque couche imprimée en 3D supplémentaire manque du soutien nécessaire de toutes les précédentes.
Dirigé par Adam Feinberg, professeur agrégé en sciences des matériaux et génie biomédical à l’Université Carnegie Mellon, le Groupe de Biomatériaux et Thérapeutiques Régénératives a démontré la bioimpression de cœurs et d’artères coronaires avec des matériaux comme le collagène et la fibrine. L’équipe a été en mesure d’accomplir ceci avec des imprimantes 3D de niveau grand public, donc à un prix abordable, en tirant parti de matériel et de logiciels open-source.
La technique, baptisée FRESH (Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels), implique l’impression d’un gel dans un autre gel.
« Le défi avec les matériaux mous – pensez à quelque chose comme la gelée que nous mangeons – est qu’ils s’effondrent sous leur propre poids quand on fait appel à l’impression 3D», explique Adam Feinberg. «Nous avons donc développé une méthode d’impression de ces matériaux mous à l’intérieur d’un matériau de soutien. Essentiellement, nous imprimons un gel à l’intérieur d’un autre gel, ce qui nous permet de positionner avec précision le matériau souple car il est en cours d’impression, couche par couche. »
Les images IRM sont prises et utilisées en vue de créer les dessins d’impression de tissus cardiaques et artériels. L’imprimante utilise alors une seringue pour injecter avec précision la deuxième couche de gel à l’intérieur le gel de support translucide. Similaire à la dissolution rapide de filaments de soutien pour les matériaux durs, le gel de support fond lorsqu’il est immergé dans de l’eau à la température du corps, laissant intactes les cellules vivantes bioimprimées. La prochaine étape, actuellement en cours, est d’intégrer les cellules cardiaques dans des structures imprimées afin d’aider à former le muscle contractile.
http://engineering.cmu.edu/media/feature/2015/10_23_feinberg_paper.html
