Une équipe de chercheurs du Brigham and Women's Hospital a développé un moyen de bio-imprimer des structures tubulaires qui imitent mieux les vaisseaux et les conduits natifs du corps. La technique de bio-impression 3D permet d'affiner les propriétés des tissus imprimés, comme le nombre de couches et la capacité de transporter les nutriments. Ces tissus plus complexes offrent des remplacements potentiellement viables pour les tissus endommagés. L'équipe décrit sa nouvelle approche et ses résultats dans un article publié le 23 août dans Matériaux avancés .

"Les vaisseaux du corps ne sont pas uniformes, " dit Yu Shrike Zhang, Doctorat., auteur principal de l'étude et bioingénieur associé au département de médecine de BWH. "Cette méthode de bioimpression génère des structures tubulaires complexes qui imitent celles du système humain avec une plus grande fidélité que les techniques précédentes."

De nombreux troubles endommagent les tissus tubulaires :artérite, l'athérosclérose et la thrombose endommagent les vaisseaux sanguins, tandis que le tissu urothélial peut souffrir de lésions inflammatoires et d'anomalies congénitales délétères.

Pour fabriquer "l'encre" de la bio-imprimante 3D, " les chercheurs ont mélangé les cellules humaines avec un hydrogel, une structure flexible composée de polymères hydrophiles. Ils ont optimisé la chimie de l'hydrogel pour permettre aux cellules humaines de proliférer, ou "graine, " dans tout le mélange.

Prochain, ils ont rempli la cartouche d'une bio-imprimante 3D avec cette bio-encre. Ils ont équipé la bioimprimante d'une buse personnalisée qui leur permettrait d'imprimer en continu des structures tubulaires comportant jusqu'à trois couches. Une fois les tubes imprimés, les chercheurs ont démontré leur capacité à transporter les nutriments en perfusant des fluides.

Les chercheurs ont découvert qu'ils pouvaient imprimer des tissus imitant à la fois le tissu vasculaire et le tissu urothélial. Ils ont mélangé des cellules musculaires lisses urothéliales et vésicales humaines avec l'hydrogel pour former le tissu urothélial. Pour imprimer le tissu vasculaire, ils ont utilisé un mélange de cellules endothéliales humaines, les cellules musculaires lisses et l'hydrogel.

Les tubes imprimés avaient des tailles variables, épaisseurs et propriétés. Selon Zhang, La complexité structurelle du tissu bio-imprimé est essentielle à sa viabilité en remplacement du tissu natif. C'est parce que les tissus naturels sont complexes. Par exemple, les vaisseaux sanguins sont composés de plusieurs couches, qui à leur tour sont constitués de divers types de cellules.

L'équipe prévoit de poursuivre les études précliniques pour optimiser la composition de la bio-encre et les paramètres d'impression 3D avant de tester la sécurité et l'efficacité.

« Nous optimisons actuellement encore plus les paramètres et le biomatériau, ", a déclaré Zhang. "Notre objectif est de créer des structures tubulaires avec une stabilité mécanique suffisante pour se maintenir dans le corps."