Prellis Biologics a fait avancer le rêve de la science-fiction en imprimant des organes humains pour la transplantation en développant une technique d’impression 3D rapide et à haute résolution capable de produire des tissus vivants comprenant des capillaires porteurs de sang. La nouvelle technique permet aux cellules de recevoir suffisamment d’oxygène et de nutriments pour survivre tout en construisant des structures complexes.
Selon le gouvernement des États-Unis, 20 des 114 000 personnes qui attendent une greffe d’organe meurent chaque jour aux États-Unis. Cela est dû principalement à la pénurie chronique de donneurs, mais les problèmes de compatibilité entre les maladies et les tissus contribuent également au fait qu’il n’y a tout simplement pas assez d’organes à transplanter.
Si les organes pouvaient être imprimés comme des porte-clés en plastique à partir de cellules compatibles et exemptes de maladies, cela répondrait largement à la demande, mais ce n’est pas si simple. L’impression de tissus vivants implique la pose d’un échafaudage d’un matériau biocompatible, comme l’hydrogel, qui remplace le matériau conjonctif qui retient habituellement les cellules des organes en place. A partir d’un fichier numérique, l’imprimante pose d’abord l’échafaudage, puis le semence avec des cellules souches qui colonisent l’échafaudage et s’organisent en tissu approprié.
Le problème est que les cellules du corps ont besoin d’un apport constant en oxygène et en nutriments. Si elles en sont privées, elles meurent en 30 minutes environ. Pour éviter cela, le tissu vivant est vascularisé. C’est-à-dire, il a un réseau complexe de minuscules capillaires qui transportent le sang dans tout le tissu pour alimenter et oxygéner les cellules.
C’est bien pour les tissus naturels, mais la technologie actuelle de bioimpression en 3D a tendance à se situer à l’extrémité la plus lente du spectre, ce qui peut prendre des semaines pour imprimer un centimètre cube de tissu humain. Même si l’imprimante comprenait des capillaires dans la structure, le tissu serait une masse de cellules mortes bien avant qu’il ne soit terminé, de sorte que la technique habituelle consiste à imprimer le tissu dans des feuilles très minces qui peuvent être maintenues constamment baignées dans un flux de nutriments.
L’approche de Prellis consiste à travailler sur des organes entièrement fonctionnels en utilisant une technique d’impression holographique avec une résolution de 0,5 micron, soit 10 fois plus petite que celle des bioimprimantes classiques, et 1000 fois plus rapide. En d’autres termes, lorsque son système de support optique qui durcit rapidement l’échafaudage hydrogel à l’aide d’un laser infrarouge sera perfectionné, il sera capable d’imprimer un bloc de tissu et l’ensemble de son système vasculaire en moins de 12 heures.
«La vitesse que nous pouvons atteindre est limitée uniquement par la configuration du système optique», explique Melanie Matheu, PhD, PDG et co-fondatrice de Prellis Biologics. «Nous explorons maintenant le développement de systèmes optiques personnalisés, ce qui augmentera considérablement nos capacités, notre but ultime étant d’imprimer l’ensemble du système vasculaire d’un rein en 12 heures ou moins ».
Prellis dit que si elle peut fournir des organes imprimés, elle aura non seulement un impact significatif sur les greffes, mais elle aidera aussi à réduire les coûts médicaux en réduisant la demande en oxygène, en dialyse, en injections d’insuline et autres traitements similaires. Cela aidera également dans les domaines du développement de médicaments et du dépistage toxicologique.
https://www.3dprint.com/217267/prellis-biologics-record-speed/
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