Comment testez-vous, dans la recherche à un stade précoce, si un produit pharmaceutique potentiel cible efficacement une tumeur humaine, organe, ou une autre partie du corps ? Comment faire pousser une nouvelle main ou une autre partie du corps ? Les chercheurs en sont aux premiers stades de l'utilisation de la technologie d'impression cellulaire 3D pour réaliser de tels développements. Un moyen standard, actuellement indisponible, de fixer les cellules en place après l'impression aiderait les chercheurs à éviter d'avoir à « réinventer la roue » à chaque nouvelle enquête.

Dans une étude publiée récemment dans Matériaux Aujourd'hui Bio , des chercheurs de l'université d'Osaka ont utilisé des nanofibres de soie obtenues par désintégration mécanique pour améliorer le processus d'impression sans endommager les cellules ou les assemblages cellulaires. Un point intéressant de la soie pour cette application est que la soie est considérée comme un matériau sûr pour les humains. Ce développement aidera à faire sortir la recherche sur l'impression cellulaire 3D du laboratoire et à l'utiliser dans le monde biomédical.

Pour obtenir les fibres, les chercheurs ont commencé avec de la soie vierge, puis en a retiré la protéine séricine car cette protéine provoque une inflammation chez les patients. Prochain, les chercheurs ont broyé le matériau biocompatible restant en nanofibres. Les fibres peuvent être stérilisées - sans les endommager - à usage médical, avec des équipements de laboratoire communs.

"Nos fibres de soie sont d'excellents additifs aux supports d'impression à cellules bioencre, ", explique l'auteur principal Shinji Sakai. "Ils sont compatibles avec de nombreux médias, tels que ceux contenant de la gélatine, chitosane, ou acide hyaluronique, en leur offrant un large éventail d'applications potentielles."

L'objectif principal des fibres était de garantir que les cellules de la bioencre conservent leur positionnement 3D après l'impression sans endommager les cellules. Les fibres remplissent cet objectif en améliorant l'intégrité de la bioencre et en minimisant les contraintes mécaniques élevées et dommageables souvent imposées aux cellules pendant l'impression.

"Diverses expériences mécaniques disent la même chose :les nanofibres ont amélioré les propriétés des supports d'impression, " explique le professeur Sakai. " Par exemple, Le module de Young, une mesure de la rigidité, a été multiplié par plusieurs et est resté amélioré pendant plus d'un mois."

Les fibres aident les configurations imprimées à conserver leur intégrité structurelle après l'impression. Par exemple, une configuration en forme de nez ne conservait sa forme que lorsqu'elle était imprimée avec de l'encre biologique contenant les fibres de soie. Plus de 85 % des cellules de la bioencre sont restées en vie après une semaine dans la bioencre imprimée avec ou sans les fibres ajoutées, indiquant que l'ajout des fibres n'a pas endommagé les cellules.

La technologie d'impression cellulaire actuelle endommage souvent fortement les cellules ou ne conserve pas longtemps la forme souhaitée. La recherche ici aide à surmonter ces limitations d'une manière qui contribuera à faire progresser la découverte de médicaments, médecine régénérative, et de nombreux autres domaines de recherche biomédicale en cours à fort impact, et a l'avantage économique potentiel de redynamiser l'industrie de la soie.

L'article, « Nanofibres de fibroïne de soie :un additif d'encre prometteur pour la bioimpression 3D par extrusion, " a été publié dans Matériaux Aujourd'hui Bio .