Une victime de traumatisme est transportée dans une salle d'urgence, sa cuisse était couverte de bandages imbibés de sang.

Les médecins travaillent rapidement pour évaluer la plaie—une grande lacération profonde; nombreux points de perforation; chair manquante; os cassé. Certainement une bouchée, très probablement d'un requin comme rapporté par les ambulanciers qui ont transporté le jeune surfeur de la plage.

Une infirmière répond avec un scanner spécialisé conçu pour cartographier la plaie, générer des modèles numériques du muscle manquant, OS, capillaires, tendon et peau. Elle transmet les scans au laboratoire de bio-impression 3D de l'hôpital et, alors que le surfeur se prépare pour la chirurgie, un technicien génère le tissu qui sera utilisé pour fermer la plaie.

Alors que la science-fiction aujourd'hui, Les chercheurs de l'Université du Nebraska-Lincoln, dont Ali Tamayol et Prahalada Rao, s'efforcent de faire de ce scénario une réalité.

"Aujourd'hui, si vous perdez une jambe, se briser un genou ou se casser un os, nous pouvons imprimer des implants de remplacement personnalisés, " dit Rao, professeur assistant en génie mécanique et des matériaux. "Mais, remplacer les tissus fonctionnels autour de ces structures est toujours quelque chose qui n'arrive que sur Star Trek.

"Je pense que c'est un processus réalisable. Cela va juste prendre du temps."

Rao et Tamayol abordent le problème sous des angles différents.

Rao, un récent lauréat d'un prix CARRIÈRE de la National Science Foundation, travaille à perfectionner le processus d'impression 3D. Il se concentre sur la création de nouvelles méthodes d'impression 3D qui génèrent à chaque fois des pièces impeccables, des genoux de remplacement aux turbines d'avion.

Tamayol, professeur assistant en génie mécanique et des matériaux, recherche des moyens de fabriquer des bio-encres, des mélanges de cellules et de gel imprimés en 3D qui peuvent être utilisés pour créer des implants tissulaires régénératifs.

En collaboration avec des chercheurs du MIT et du Massachusetts General Hospital, Tamayol faisait partie d'une équipe qui a récemment montré comment la bio-encre infusée de plasma riche en plaquettes peut accélérer la guérison des petites égratignures.

"Le but ultime est de générer des tissus fonctionnels qui peuvent être implantés pour remplacer ou réparer les tissus endommagés, " a déclaré Tamayol. " Bien que nous ayons montré quelques progrès, nous sommes encore confrontés à un certain nombre d'obstacles biologiques dans le domaine de l'ingénierie tissulaire. »

De nombreux obstacles se concentrent sur la création de fonctions nécessaires dans le tissu lui-même, de l'établissement du flux d'oxygène et de nutriments à travers les capillaires microscopiques à la liaison des nerfs qui permettent aux fibres musculaires de réagir. Plus, la création de tissu de remplacement doit être achevée rapidement car il meurt en moins de 30 minutes à moins que le flux sanguin ne soit établi.

Et, tandis que leur travail peut conduire à des processus qui peuvent créer rapidement et de manière fiable des tissus de remplacement, il reste la question du rejet par le corps.

« Le développement de techniques pour arrêter la réponse immunitaire au nouveau matériel biologique introduit dans le corps est essentiel à mesure que nous avançons, " Tamayol a déclaré. "Nous devons également examiner les facteurs biologiques qui peuvent engager les cellules du corps hôte pour régénérer les tissus."

Une solution possible pour réduire la réponse immunitaire consiste à mélanger les propres cellules et plaquettes d'un patient dans des bio-encres, un processus qui s'est révélé prometteur dans la récente étude de Tamayol.

En fonction du rythme d'avancement au sein de l'industrie, Tamayol et Rao estiment que les tissus de remplacement modifiés deviendront une réalité au cours de la prochaine décennie.

La recherche menée par Husker en impression 3D est soutenue par la Nebraska Engineering Additive Technology, ou NEAT, Laboratoires. L'espace, situé dans le Scott Engineering Center, dispose de quatre imprimantes de pointe qui peuvent ajouter ou soustraire une variété de matériaux. Nebraska Engineering possède également une imprimante bio à la pointe de la technologie et une seconde sera mise en ligne plus tard cette année.

"Il y a dix ans, il n'y avait aucun moyen d'imprimer un moteur. L'année dernière, Space X a sorti le SuperDraco, un moteur-fusée imprimé en 3D, " a déclaré Rao. " L'innovation dans ce domaine évolue très rapidement. Et, grâce aux investissements réalisés dans l'équipement et à la formation de nouveaux partenariats avec l'industrie et des collègues du monde entier, Le Nebraska est sur le point d'être un leader dans l'avenir de l'impression 3D."