Cette nouvelle encre biologique est plus sure pour les impressions en 3D de tissus organiques

Actuellement, il existe une nouvelle méthode pour traiter les maladies et les lésions au niveau des tissus vivants et des organes. Il s’agit de l’impression 3D qui utilise des « encres » spéciales. Pour fonctionner de manière effective, ces encres biologiques doivent toutefois être renforcées avec de la lumière UV ou à l’aide de processus chimiques qui peuvent avoir certains effets indésirables. Afin de rendre l’utilisation de la technique d’impression biologique en 3D plus sure, des chercheurs ont développé une nouvelle encre biologique qui se renforce grâce à la température du corps.

Selon les explications, les encres biologiques, qui contiennent souvent des cellules, poussent l’organisme à produire une réponse causant une régénération des tissus. Elles doivent avoir des propriétés mécaniques et biologiques particulières pour être utilisées dans les bio-imprimantes à extrusion. Le processus d’impression en 3D présente en effet des contraintes élevées. En plus de cela, les encres doivent aussi être biocompatibles et biodégradables.

Impression 3D
Crédits 123RF.com

Les bio-encres actuelles

Actuellement, les bio-encres à base d’hydrogel ont besoin d’un processus de photopolymérisation avant d’être utilisées dans le corps. Ce processus provoque la réticulation, c’est-à-dire la formation de liaisons covalentes fortes et permanentes entre les chaînes de polymères de l’hydrogel. Cela permet d’augmenter la résistance mécanique et la stabilité de l’encre dans des conditions physiologiques.  

Les photo-initiateurs introduits dans l’hydrogel pour permettre la photopolymérisation sont activés par la lumière ultraviolette (UV). Toutefois, cette dernière peut endommager l’ADN des cellules. Il existe aussi la réticulation chimique qui permet d’obtenir les mêmes résultats que la photopolymérisation en utilisant un réactif.

La nouvelle encre biologique

Dans le cadre d’une nouvelle étude, des chercheurs du KIST ou Korea Institute of Science and Technology ont développé une nouvelle encre biologique à base d’hydrogel qui peut maintenir sa structure physique sans avoir besoin de photopolymérisation ou de réticulation chimique.

L’équipe de scientifiques a développé pour la première fois un hydrogel à base de poly(organophosphazène) sensible à la température. Cet hydrogel existe sous forme liquide à de basses températures et peut ainsi être imprimé facilement. Lorsqu’il est soumis à la température corporelle, c’est-à-dire environ 37°C, il se solidifie sans lumière UV ni produit chimique.

Selon les résultats des tests, le nouvel hydrogel est physiquement stable à des températures proches de celles du corps, et peut se biodégrader dans des matériaux non-toxiques. Les scientifiques ont aussi démontré que l’encre pouvait contenir des facteurs de croissance qui peuvent être stockés sur de longues périodes. Les facteurs de croissance sont des protéines qui stimulent la croissance des cellules et la différentiation, la réponse inflammatoire, ainsi que la réparation des tissus.

Les chercheurs ont testé des facteurs de croissance d’os dans leur encre pour créer des échafaudages en 3D qu’ils ont ensuite implantés sur le crâne endommagé d’un rat. Les résultats ont montré que des tissus environnants avaient migré vers l’échafaudage et ont encouragé la régénération de l’os. Il a ensuite fallu 42 jours à l’échafaudage pour se biodégrader.

L’équipe cherche maintenant à adapter la nouvelle encre biologique pour qu’elle puisse être utilisée sur des tissus autres que les tissus d’os.

SOURCE: New Atlas

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