Un pas de géant pour la médecine : cette technique d’impression 3D permet de créer des organes fonctionnels

La médecine, et plus largement la science, sont en pleine évolution. Des chercheurs américains ont ainsi mis au point une technique novatrice d’impression d’organes aux possibilités prometteuses. SooCurious vous présente cette avancée remarquable.

Des chercheurs de l’école de médecine de l’université de Wake Forest, en Caroline du Nord, ont créé une imprimante 3D capable de produire des organes, des tissus et des os qui pourraient théoriquement être implantés à un homme vivant. Auparavant, des essais avaient déjà été réalisés, aboutissant notamment à l’impression de tissus humains, mais leur structure était trop petite ou trop instable pour être implantée chez l’Homme.

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Désormais, grâce aux travaux de l’université de Wake Forest, il sera possible d’imprimer des tissus fonctionnels pour des applications cliniques. Les essais concluants se sont faits avec des structures rigides et plus grandes qu’auparavant, de quelques centimètres de long, comme le cartilage d’une oreille humaine.

Concrètement, l’imprimante fabrique les implants en superposant très précisément des gels contenant des cellules et des matériaux biodégradables semblables à du plastique. L’appareil ajoute ensuite une coque externe temporaire en polymère qui aide l’ensemble de la structure à se maintenir lors de l’implantation. Une fois l’organe artificiel intégré à l’organisme, les cellules non biologiques se dégradent de manière naturelle et les cellules biologiques produisent dans le même temps un support qui permet à l’implant de se maintenir.

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Pour développer cette nouvelle méthode, les techniques déjà existantes ont été améliorées, notamment grâce à des micro-canaux dans l’implant, qui permettent au corps du donneur de fournir de l’oxygène et des nutriments aux cellules les plus internes, éloignées de la surface de l’implant. C’est ce qui a permis de fabriquer des objets de grande taille.

Egalement, la matrice rigide utilisée a joué un rôle important dans ce succès scientifique, puisqu’elle a permis d’assurer le maintien de l’ensemble pendant la synthèse, avant d’être éliminée. Enfin, la précision spatiale de l’impression 3D a été améliorée, ce qui a permis de placer les cellules à volonté au cours de la synthèse. Mieux disposées, les cellules ont donc pu survivre jusqu’à l’implantation, et donc après.

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Les chercheurs ont pu réaliser un os de mâchoire humaine en mélangeant des cellules souches humaines (prélevées dans le liquide amniotique d’une femme enceinte) avec une matrice composée de phosphate de calcium (la matière minérale de l’os) et d’un composé organique. En 4 semaines, ils ont fabriqué l’objet qui n’a pas été implanté mais dont 90 % des cellules ont survécu au processus d’impression 3D. Ils ont aussi réussi à produire un os de crâne de rat qui a par la suite été parfaitement assimilé par le système sanguin de l’animal. Enfin, ils ont pu imprimer une oreille humaine et l’ont greffée sur la peau d’une souris. En deux mois, des vaisseaux sanguins et du cartilage s’y sont formés.

Ces organes produits artificiellement sont prometteurs car les cellules s’y reproduisent et les implants s’assimilent donc parfaitement au corps du patient et devraient avoir les mêmes capacités habituelles qu’un organe original : régénération, cicatrisation, croissance, etc. La technique n’est cependant possible que pour certains organes car la méthode compte sur la disposition de cellules dans l’espace, puis sur leur propre travail de reproduction et de fabrication.

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Cette impression 3D ne devrait donc être applicable que pour les os, muscles, ou encore pour le foie. Mais dans le cerveau, par exemple, le processus est bien plus complexe, comme pour la mémoire. En revanche, plusieurs applications sont déjà à l’étude. L’armée américaine, qui finance partiellement cette recherche, pourrait même se servir de la technique, à terme, pour guérir certains soldats blessés au combat. Entre temps, les greffes devront avoir été testées sur l’Homme.

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La nouvelle technique développée par les chercheurs américains de Wake Forest est pleine de promesses. Au-delà de l’avancée médicale qu’elle constitue, elle a surtout l’avantage de présenter un réel intérêt pour la médecine et pour la guérison future de nombreux patients. Si ce type de progressions scientifiques vous intéresse, découvrez également ce petit microscope qui décèle les cellules cancéreuses avec une grande rapidité.