Une imprimante 3D très prometteuse a fait son entrée sous les lumières des projecteurs lors de l’étape canadienne du James Dyson Awards 2014, un concours international de design pour étudiants en ingénierie. Le vainqueur de la bourse canadienne est allé à la bioimprimante PrintAlive, une imprimante 3D qui est capable de produire des tissus pour des greffes de peau artificielle destinées aux victimes de brûlures. Alors qu’elle était encore à un stade pré-commercial de développement, la bioimprimante PrintAlive veut être beaucoup plus efficace que les méthodes traditionnelles pour développer les greffes de peau, et on peut donc s’attendre à un avenir prometteur dans le monde médical.
La PrintAlive Bioprinter a été développée par deux étudiants en ingénierie de l’Université de Toronto (qui se sont concentrés l’un en génie mécanique et l’autre, en génie biomédical): Arianna McAllister et Lian Long.
Et, fait remarquable, il y a des similitudes entre leur bioimprimante PrintAlive novatric et la technologie d’impression 3D traditionnelle à extrusion. Mais plutôt que de créer des greffes de peau couche-sur-couche comme une imprimante FDM avec du plastique, leur machine médicale expulse un hydrogel que l’on pourrait qualifier de «bandage vivant».
Le gel est constitué d’un mélange de biopolymères, de kératinocytes humains (un type de cellules de la peau) et des fibroblastes (structures cellulaires qui jouent un rôle crucial dans la cicatrisation des plaies).
Ce mélange est ensuite extrudé dans une structure 3D qui n’est pas sans rappeler les couches externes de la peau humaine – les couches épidermiques et dermiques. Lors de l’extrusion, le mélange est imprimé dans des régions cellulaires distinctes et bien définies, imitant les cellules de la peau réelle. Cela en fait un produit particulièrement utile pour le traitement des victimes de brûlures car il peut tout simplement être placé par-dessus de brûlures.
Les modèles 3D de l’hydrogel
En outre, cela permet de surmonter plusieurs problèmes traditionnels dans le traitement de graves brûlures. Plus important encore, ce gel peut être produit en grandes quantités en une période de temps relativement courte, alors que d’autres méthodes de croissance des cellules prennent souvent plusieurs semaines à cultiver.
C’est un problème très invalidant qui doit être surmonté, car l’aide vient souvent trop tard pour de nombreuses victimes.
Comme les créateurs ont noté, «dans le cas où de graves blessures de brûlures où les deux couches épidermiques et dermiques de la peau sont détruites, la fermeture rapide des plaies est essentielle pour aider les patients à surmonter leurs blessures et réduire les taux de mortalité; après des brûlures, la survie des patients est inversement proportionnelle au temps nécessaire pour la stabilisation et la couverture de la blessure, et le taux de mortalité augmente de 10% pour chaque 10% de surface supplémentaire brûlée».
La PrintAlive est donc une étape importante vers l’augmentation de la survie des victimes de brûlures. Dans un proche avenir, ils espèrent même être en mesure de produire de grandes feuilles sur mesure d’hydrogel.
Mais il y a plus d’avantages à leur mélange de peau imprimée en 3D. Non seulement la PrintAlive utilisera les structures cellulaires des patients eux-mêmes afin de réduire le risque d’infection ou même le rejet par l’hôte, mais cela permettra également de réduire les coûts grâce à son efficacité.
Comme les auteurs l’expliquent, « notre capacité à localiser des concentrations élevées de cellules humaines plutôt que le remplissage de façon homogène de la totalité de la feuille, présente l’avantage supplémentaire de réduire jusqu’à 75% le nombre de cellules nécessaires. Cela promet des améliorations en termes de temps requis pour la préparation préopératoire de la greffe. »
Malheureusement, beaucoup de travail reste à faire avant que les imprimantes 3D PrintAlive deviennent monnaie courante dans les hôpitaux à travers le monde. Lian Long et Arianna McAllister sont actuellement sur leur prototype de deuxième génération, qui est encore dans une phase pré-commerciale.
Ils sont actuellement en train d’effectuer des recherches pour développer de grandes imprimantes sur une large échelle pour des modèles animaliers complexes. Le prix de 3500 dollars de James Dyson va certainement aider dans ce but.
http://www.jamesdysonaward.org/projects/printalive-bioprinter/
