Les imprimantes 3D peuvent faire à peu près n'importe quoi de nos jours, d'une paire de chaussures de course au chocolat, bois, et pièces d'avion. Et il s'avère que même des gadgets scientifiques complexes utilisés dans la recherche sur le cancer.

Innovant, des outils rentables sont essentiels dans la recherche en sciences de la vie pour comprendre comment les cellules cancéreuses migrent d'un endroit à un autre pendant la métastase, pour sonder comment les neurones se connectent dans les réseaux au cours du développement humain, et observer comment les globules blancs réagissent aux infections. À NYU Abu Dhabi, les ingénieurs biomédicaux conçoivent de nouvelles technologies dont les biologistes ont besoin pour faire des découvertes importantes dans ces domaines.

Un tel dispositif s'appelle une sonde microfluidique, ou MFP, comme on l'appelle au labo. Généralement en verre ou en silicone, ces tout petits outils scientifiques, à peu près de la taille d'une pointe de stylo, ont été inventés il y a une dizaine d'années et sont continuellement développés et affinés. Les MFP sont utilisés par des scientifiques du monde entier pour étudier, traiter, et manipuler des cultures de cellules vivantes dans un environnement contrôlé.

Bien que la technologie soit bien établie, il pose des défis et des limites uniques. Spécifiquement, Les MFP ne peuvent pas être facilement produits à la demande en raison de leurs procédures de fabrication complexes, et sont coûteux à fabriquer en grandes quantités en raison de leurs procédures d'assemblage.

Entrez dans le monde fascinant de l'impression 3D.

« Démocratiser » la technologie scientifique

Les ingénieurs biomédicaux de NYUAD ont utilisé une imprimante 3D pour créer un intégré, et MFP peu coûteux pour étudier les cellules cancéreuses et autres organismes vivants dans une boîte de Pétri. Leur dispositif imprimé est en forme de cube avec une pointe cylindrique et fonctionne avec la même efficacité que son cousin plus cher et plus laborieux.

« Les imprimantes 3D offrent une rapide, et technique peu coûteuse pour la fabrication de MFP, " a déclaré le professeur adjoint de génie mécanique et biomédical Mohammad Qasaimeh, dont l'équipe a développé un framework pour imprimer des sondes microfluidiques et des quadripôles en 3-D.

"C'est moins cher à produire, facile à mettre à l'échelle vers le haut ou vers le bas, et rapide à fabriquer—toutes les étapes, de la conception au produit, peut être fait en moins d'une journée, " il expliqua, et comme résultat, « tout laboratoire scientifique doté d'une imprimante stéréolithographique à résolution modérée sera en mesure de fabriquer des MFP 3D à la demande et de les utiliser pour traiter les cellules de manière fiable. »

MFP imprimés en 3D, "peut délivrer des réactifs de manière localisée, seules quelques dizaines de cellules peuvent être ciblées au sein de la boîte de culture, tout en laissant d'autres millions de cellules cultivées intactes, " a ajouté Ayoola T. Brimmo, NYUAD Global Ph.D. Fellow in Engineering et premier auteur de la recherche, démontrant sa fonctionnalité dans la livraison localisée et le traitement cellulaire.

Les résultats de l'étude, publié dans la revue Rapports scientifiques , s'appuie sur les travaux antérieurs de Qasaimeh pour développer des sondes microfluidiques et des quadripôles pour étudier le comportement des neutrophiles humains (un type de globule blanc) lors de la réponse aux infections.

Dans une étude antérieure, Qasaimeh et son équipe de recherche ont utilisé une sonde microfluidique en silicium pour découvrir comment les neutrophiles réagissent aux sources mobiles de gradients de concentration qui imitent les infections et les agents pathogènes. La recherche a analysé la rapidité avec laquelle ces cellules répondent à la stimulation, ont montré comment les neutrophiles commencent leurs migrations à une vitesse maximale qui ralentit avec le temps, et comment les neutrophiles subissent des comportements de roulement avant de commencer à poursuivre un site d'infection.

Qasaimeh est le chercheur principal du Laboratoire avancé de microfluidique et de microdispositifs à NYUAD, dont les travaux portent principalement sur le développement de micro-outils pour les biologistes travaillant dans la recherche en santé humaine, y compris des dispositifs pour capturer les cellules tumorales circulantes prélevées sur des échantillons de sang de patients cancéreux.