Les bioscientifiques se rapprochent des tissus artificiels imprimés en 3D pour aider à guérir les os et le cartilage généralement endommagés lors de blessures sportives aux genoux, chevilles et coudes.

Des scientifiques de l'Université Rice et de l'Université du Maryland ont signalé leur premier succès dans l'ingénierie d'échafaudages qui reproduisent les caractéristiques physiques du tissu ostéochondral - en gros, os dur sous une couche compressible de cartilage qui apparaît comme la surface lisse aux extrémités des os longs.

Blessures à ces os, des petites fissures aux morceaux qui se brisent, peut être douloureux et souvent stopper la carrière des athlètes dans leur élan. Les lésions ostéochondrales peuvent également entraîner une arthrite invalidante.

La nature graduelle du cartilage dans l'os et sa porosité ont rendu sa reproduction difficile en laboratoire, mais les scientifiques de Rice dirigés par le bio-ingénieur Antonios Mikos et l'étudiant diplômé Sean Bittner ont utilisé l'impression 3D pour fabriquer ce qu'ils pensent être éventuellement un matériau approprié pour l'implantation.

Leurs résultats sont rapportés dans Acta Biomaterialia .

« Les athlètes sont touchés de manière disproportionnée par ces blessures, mais ils peuvent affecter tout le monde, " dit Bittner, un étudiant diplômé de troisième année en bio-ingénierie à Rice, membre de la National Science Foundation et auteur principal de l'article. "Je pense que ce sera un outil puissant pour aider les personnes souffrant de blessures sportives courantes."

La clé consiste à imiter le tissu qui passe progressivement du cartilage (tissu chondral) à la surface à l'os (ostéo) en dessous. Le laboratoire de biomatériaux de Rice a imprimé un échafaudage avec des mélanges personnalisés d'un polymère pour le premier et d'une céramique pour le second avec des pores incrustés qui permettraient aux propres cellules et vaisseaux sanguins du patient de s'infiltrer dans l'implant, lui permettant éventuellement de faire partie de l'os et du cartilage naturels.

"Pour la plupart, la composition sera la même d'un patient à l'autre, " Bittner a déclaré. "Il y a une porosité incluse pour que le système vasculaire puisse se développer à partir de l'os natif. Nous n'avons pas à fabriquer nous-mêmes les vaisseaux sanguins."

L'avenir du projet consistera à trouver comment imprimer un implant ostéochondral qui s'adapte parfaitement au patient et permet à l'implant poreux de se développer et de se tricoter avec l'os et le cartilage.

Mikos a déclaré que la collaboration est un grand succès précoce pour le Center for Engineering Complex Tissues (CECT), un centre des National Institutes of Health du Maryland, Rice et la Wake Forest School of Medicine développent des outils de bio-impression pour répondre à des questions scientifiques fondamentales et traduire les nouvelles connaissances en pratique clinique.

« Dans ce contexte, ce que nous avons fait ici a un impact et peut conduire à de nouvelles solutions de médecine régénérative, " dit Mikos.