Les scientifiques du Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM) ont développé une méthode pour bio-imprimer un type de cartilage qui pourrait un jour aider à restaurer la fonction du genou endommagé par l'arthrite ou une blessure.

Ce cartilage, connu sous le nom de fibrocartilage, aide à connecter les tendons, les ligaments ou les os et se trouve principalement dans le ménisque du genou. Le ménisque est le dur, cartilage caoutchouteux qui agit comme un amortisseur dans l'articulation du genou. La dégénérescence du tissu méniscal touche des millions de patients et la méniscectomie partielle arthroscopique est l'une des opérations orthopédiques les plus courantes. Outre la chirurgie, il y a un manque d'options de traitement disponibles.

Dans cette dernière stratégie de preuve de concept, les scientifiques ont pu bioimprimer en 3D une construction tissulaire hybride pour la régénération du cartilage en imprimant ensemble deux bioencres spécialisées - des hydrogels qui contiennent les cellules - ensemble pour créer une nouvelle formulation qui fournit un microenvironnement et une intégrité structurelle respectueux des cellules. Ce travail est effectué avec le système intégré d'impression de tissus et d'organes, une bio-imprimante 3D qui a été développée par les chercheurs du WFIRM sur une période de 14 ans. Le système dépose à la fois biodégradable, des matériaux de type plastique pour former la « forme » des tissus et des bio-encres qui contiennent les cellules pour construire de nouveaux tissus et organes.

"Dans cette étude, nous avons pu produire une construction hybride hautement élastique pour une régénération fibrocartilagineuse avancée, " dit Sang Jin Lee, Doctorat, professeur agrégé à WFIRM et auteur de l'article récemment publié par Chimie des Matériaux journal. "Les résultats démontrent que cette construction bio-imprimée offre une alternative polyvalente et prometteuse pour la production de ce type de tissu."

Pour l'étude, Lee et l'équipe de recherche WFIRM ont testé diverses formulations et mesuré la réponse aux forces ou contraintes appliquées, le taux de gonflement et la résistance et la flexibilité du matériau. L'un fournissait le microenvironnement cellulaire approprié pour maintenir les cellules et les aider à se développer tandis que l'autre bioencre offrait un excellent comportement biomécanique et une intégrité structurelle. La formule finale des deux bioencres utilisées a été co-imprimée couche par couche pour créer un motif en forme de maille. Les constructions ont été implantées dans un petit modèle animal pour observation pendant 10 semaines et évaluées à des périodes de temps intermittentes, montrant le bon fonctionnement.

"Une étude préclinique plus vaste sera nécessaire pour examiner plus en détail la réponse du corps et la récupération fonctionnelle de l'articulation avec l'utilisation de ce traitement de médecine régénérative, " dit James Yoo, MARYLAND, Doctorat., professeur à WFIRM.

« Nous avons tellement besoin de traitements et de thérapies efficaces pour aider les patients à faire face aux problèmes articulaires dégénératifs, surtout le genou, " a déclaré Antoine Atala, MARYLAND, directeur de WFIRM. "Cette étude de validation de principe aide à orienter nos travaux dans la bonne direction pour pouvoir un jour concevoir ce tissu crucial qui est si important pour les patients."