Une équipe de chercheurs de la Texas A&M University a développé un moyen innovant d'imprimer des produits thérapeutiques en 3D pour la médecine régénérative.

La bio-impression 3D apparaît comme une méthode prometteuse pour la fabrication rapide de constructions contenant des cellules pour la conception de nouvelles, sain, tissus fonctionnels. Cependant, L'un des défis majeurs de la bio-impression 3D est le manque de contrôle sur les fonctions cellulaires. Facteurs de croissance, qui sont une classe spéciale de protéines, peut diriger le destin et les fonctions cellulaires. Cependant, ces facteurs de croissance ne peuvent pas être facilement incorporés dans une structure imprimée en 3D pendant une durée prolongée.

Dans une étude récente menée par Texas A&M, des chercheurs du laboratoire du Dr Akhilesh K Gaharwar du département de génie biomédical ont formulé une bioencre composée de nanoparticules minérales 2D pour séquestrer et imprimer en 3D des produits thérapeutiques à des emplacements précis. Leurs conclusions ont été publiées dans Matériaux de santé avancés .

L'équipe a conçu une nouvelle classe de bioencres hydrogel, des structures 3D capables d'absorber et de retenir des quantités considérables d'eau, chargées de protéines thérapeutiques. Cette bioencre est fabriquée à partir d'un polymère inerte, polyéthylène glycol (PEG), et est avantageux pour l'ingénierie tissulaire car il ne provoque pas le système immunitaire. Cependant, en raison de la faible viscosité de la solution de polymère PEG, il est difficile d'imprimer en 3D ce type de polymère. Pour surmonter cette limite, l'équipe a découvert que la combinaison de polymères PEG avec des nanoparticules conduit à une classe intéressante d'hydrogels bioencre qui peuvent soutenir la croissance cellulaire et peuvent avoir une imprimabilité améliorée par rapport aux hydrogels polymères eux-mêmes.

Cette nouvelle technologie, basé sur une plateforme de nanoargile développée par Gaharwar, maître assistant, peut être utilisé pour le dépôt précis de protéines thérapeutiques. Cette formulation bioink a des propriétés de fluidification par cisaillement uniques qui permettent au matériau d'être injecté, arrêter rapidement de couler puis polymériser pour rester en place, ce qui est hautement souhaitable pour les applications de bio-impression 3D.

"Cette formulation utilisant la nanoargile séquestre la thérapeutique d'intérêt pour une activité et une prolifération cellulaires accrues, " a déclaré le Dr Charles W. Peak, auteur principal de l'étude. "En outre, l'administration prolongée de la thérapeutique bioactive pourrait améliorer la migration cellulaire dans les échafaudages imprimés en 3D et peut aider à la vascularisation rapide des échafaudages. »

Gaharwar a déclaré que l'administration prolongée de la thérapeutique pourrait également réduire les coûts globaux en diminuant la concentration thérapeutique ainsi qu'en minimisant les effets secondaires négatifs associés aux doses supraphysiologiques.

"Globalement, cette étude fournit une preuve de principe pour imprimer en 3D des protéines thérapeutiques pouvant être utilisées pour contrôler et diriger les fonctions cellulaires, " il a dit.