La bio-impression 3D est rapidement devenue l’un des principaux segments de l’industrie de la fabrication additive en termes d’innovation. Jusqu’à récemment, le marché était principalement concentré sur l’Amérique du Nord. Cependant, de nombreuses entreprises, laboratoires et universités du monde entier explorent davantage ce domaine. Grâce aux techniques basées sur l’impression 3D, des cellules et des biomatériaux peuvent être combinés et déposés couche par couche pour créer des structures cellulaires ayant les mêmes propriétés que les tissus naturels. Au cours de ce processus, divers bio-encres peuvent être utilisées pour créer ces structures ressemblant à des tissus, qui trouvent des applications dans les domaines de la médecine et de l’ingénierie tissulaire. Bien sûr, nombreux sont ceux qui savent que la plus grande innovation de ce domaine est de réussir la bio-impression d’un organe humain pleinement fonctionnel.
Bien que cette technologie soit considérée comme l’avenir de la médecine, il existe encore beaucoup de questions associées à ce processus d’impression et d’inconnues à résoudre. Nous allons donc explorer ce vaste sujet, les technologies associées et présenter les défis, techniques et éthiques, que la bio-impression présente.
Aujourd’hui, nombreuses sont les personnes qui attendent de recevoir un organe pour une greffe. La demande est très forte les chances et les chances d’en obtenir sont plus faibles. En France, selon l’Agence de la biomédecine, en 2018, 5 781 greffes ont été réalisées alors que plus de 22 000 patients étaient en liste d’attente. Les greffes de rein et de foie sont les plus courantes tandis que celles du cœur se sont élevées à 450. La bio-impression pourrait être une solution à l’augmentation des personnes en attente de greffe. D’ailleurs, certains projets vont dans ce sens et sont très encourageants : en avril dernier, une équipe de chercheurs israéliens a réussi à imprimer en 3D un coeur à l’aide de cellules humaines. Ce cœur correspondait parfaitement aux propriétés immunologiques, cellulaires et anatomiques d’un patient humain. Même s’il s’agissait d’un coeur de la taille de celui d’un lapin, sa complexité était une première : « L’homme a déjà réussi à imprimer en 3D la structure d’un cœur, mais pas avec des cellules ni avec des vaisseaux sanguins. Nos résultats démontrent le potentiel de notre approche pour l’ingénierie du remplacement personnalisé de tissus et d’organes à l’avenir« , a expliqué le professeur Tal Dvir, qui a dirigé les recherches sur cette étude.
Comme vous l’aurez compris, les bio-imprimantes 3D peuvent créer des structures cellulaires complexes via un processus de superposition de couches successives. La technologie a été mise au point par des scientifiques dans l’espoir de créer des organes pleinement fonctionnels.
Crédits photo : Fluid Form
Les débuts de la bio-impression
Le premier développement de la bio-impression date de 1988 lorsque le Docteur Robert J. Klebe de l’Université du Texas a présenté son processus Cytoscribing, une méthode de micro-positionnement des cellules pour créer des tissus synthétiques en 2 ou 3D en utilisant une imprimante inkjet classique. A la suite de ces recherches, le Professeur Anthony Atala de l’Université de Wake Forest a crée en 2002 le premier organe grâce à la bio-impression, un rein à échelle réduite. En 2010, le premier laboratoire spécialisé dans l’impression 3D a vu le jour : Organovo a rapidement commencé à travailler avec les développeurs Invetech pour créer l’une des premiers bio-imprimantes du marché, la NovoGen MMX. Organovo s’est positionné comme l’un des leaders de l’industrie et continue de travailler sur le développement de tissus osseux, après voir réussi à greffer des tissus de foie. On peut également citer l’entreprise BIOLIFE4D qui a pu bio-imprimer en 3D un cœur humain miniature, une première aux Etats-Unis. Nous nous attendons à ce que davantage d’entreprises et de groupes de recherche soient en mesure d’atteindre cet objectif dans les prochains mois.