Et si les dommages causés aux organes pouvaient être réparés simplement en cultivant un nouvel organe en laboratoire ? Améliorer la capacité des chercheurs à imprimer des cellules vivantes à la demande dans des architectures 3D complexes et géométriquement bien définies est essentiel pour un tel travail, ainsi que pour les tests toxicologiques sans animaux.
Dans une étude récemment publiée dans ACS Biomaterials Science and Engineering, des chercheurs de l’Université d’Osaka ont surmonté les constraints antérieures qui entravaient la croissance cellulaire et la fidélité géométrique des architectures bio-imprimées. Ce travail pourrait aider à rapprocher les constructions cellulaires imprimées en 3D de l’imitation des tissus et organes biologiques.
Depuis que la bio-effect a été signalée pour la première fois en 1988 à l’aide d’une imprimante à jet d’encre standard, les chercheurs ont exploré le potentiel de cette procédure d’assemblage de tissus couche par couche pour faire repousser les functions du corps endommagées et tester des hypothèses médicales. La bio-impact consiste à éjecter une « encre » contenant des cellules d’une buse d’impression pour former des constructions 3D. Il est généralement in addition facile d’imprimer des buildings dures plutôt que des buildings souples. Cependant, les buildings molles sont préférables en termes de croissance cellulaire dans les structures imprimées. Lors de l’impression de structures souples, le faire sur un support d’impression est efficace cependant, la solidification de l’encre dans le assistance rempli dans un récipient peut entraîner sa contamination par des substances indésirables provenant du aid. La solidification de l’encre en une matrice souple à l’aide d’un help d’impression sans contamination, tout en conservant la viabilité cellulaire, était l’objectif de ce travail.
« Dans notre approche, une imprimante 3D distribue alternativement l’encre contenant les cellules et un assist d’impression », explique Takashi Kotani, auteur principal de l’étude. « Le place intéressant est que le support joue également un rôle en facilitant la solidification de l’encre. Tout ce qui est nécessaire à la solidification de l’encre se trouve dans le support, et après avoir retiré le aid, la géométrie des buildings cellulaires imprimées souples reste intacte. »
Le peroxyde d’hydrogène du assistance a permis à une enzyme présente dans l’encre d’initier la gélification de l’encre, ce qui a abouti à un assemblage cellulaire enfermé dans un gel en quelques secondes. Cette gélification rapide a empêché la contamination de l’assemblage lors de la formation. Après avoir retiré le guidance, des constructions 3D simples telles que des géométries de trapèze inversé ainsi que des formes de nez humain, y compris des ponts, des trous et des surplombs, ont été facilement obtenues.
« Nous conservons en grande partie la géométrie et la croissance des cellules des fibroblastes de souris, et les cellules restent viables pendant au moins deux semaines », explique Shinji Sakai, auteur principal. « Ces cellules adhèrent également à nos constructions et prolifèrent sur celles-ci, ce qui fulfilled en valeur le potentiel de nos travaux en ingénierie tissulaire. »
Cette nouvelle technique constitue une avancée importante dans l’ingénierie des assemblages de cellules et des tissus humains. Des travaux ultérieurs pourraient impliquer une optimisation supplémentaire de l’encre et du help, ainsi que l’incorporation de vaisseaux sanguins dans le tissu artificiel pour améliorer sa ressemblance avec les architectures physiologiques. La médecine régénérative, la toxicologie pharmaceutique et d’autres domaines bénéficieront tous de ces travaux et de nouvelles améliorations de la fidélité précise de la bio-effect.
