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Impression 3D rapide de matériaux contenant des cellules vivantes pour le remplacement d'organes
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Des chercheurs de l'université de Buffalo, dans l'État de New York, ont mis au point une nouvelle technique qui leur permet d'imprimer rapidement en 3D des hydrogels contenant des cellules viables. Les chercheurs espèrent que leur méthode ouvrira la voie à l'impression 3D d'organes à l'avenir.
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Les limites actuelles comprennent la lenteur de l'impression 3D, qui entraîne une faible viabilité de ces constructions imprimées. La nouvelle technique, appelée impression stéréolithographique rapide d'hydrogel (FLOAT), réduit considérablement les contraintes environnementales imposées aux cellules encapsulées qui sont typiques des autres techniques.
La pénurie d'organes de donneurs pour les transplantations a suscité un effort de recherche considérable pour développer des alternatives produites en laboratoire. L'impression 3D est très prometteuse à cet égard, et les chercheurs espèrent qu'un jour, ils seront tout simplement capables d'imprimer un organe entier. Ce concept implique généralement l'impression d'une matrice biocompatible, telle qu'un hydrogel, qui contient des cellules vivantes.
Cependant, le processus d'impression peut être pénible pour les cellules encapsulées, et les longs temps d'impression n'arrangent rien. Grâce à la possibilité d'imprimer rapidement des constructions d'hydrogel, cette nouvelle technique permet aux cellules vivantes de survivre au processus d'impression. "La technologie que nous avons mise au point est 10 à 50 fois plus rapide que la norme industrielle, et elle fonctionne avec des échantillons de grande taille qui étaient très difficiles à obtenir auparavant", a déclaré Ruogang Zhao, un chercheur impliqué dans l'étude.
Grâce à un contrôle strict des conditions de photopolymérisation, la technique peut produire des constructions d'hydrogel de taille centimétrique en quelques minutes. L'équipe a également testé sa capacité à imprimer des cellules et des réseaux de vaisseaux sanguins intégrés, ce qui sera crucial pour le bon fonctionnement des organes imprimés en 3D. En effet, les chercheurs ont montré qu'elle était parfaitement adaptée à cette tâche.
"Notre méthode permet l'impression rapide de modèles d'hydrogel de taille centimétrique. Elle réduit considérablement la déformation des pièces et les lésions cellulaires causées par l'exposition prolongée aux contraintes environnementales que l'on rencontre couramment dans les méthodes d'impression 3D classiques", a déclaré Chi Zhou, un autre chercheur impliqué dans l'étude.
Les réseaux de vaisseaux imprimés dans les constructions d'hydrogel permettent à la solution nutritive de pénétrer profondément dans les constructions, un facteur crucial pour obtenir des organes imprimés viables.
Voir ci-dessous une vidéo montrant le processus d'impression.