Les micropores dans les tissus fabriqués tels que les os et le cartilage permettent la diffusion des nutriments et de l'oxygène dans le noyau, et cette nouvelle approche pourrait éventuellement permettre aux tissus cultivés en laboratoire de contenir des vaisseaux sanguins, selon une équipe de chercheurs de Penn State.

"L'un des problèmes avec la fabrication des tissus est que nous ne pouvons pas les faire de grande taille, " a déclaré Ibrahim T. Ozbolat, professeur agrégé de sciences de l'ingénieur et de mécanique. "Les cellules meurent si les nutriments et l'oxygène ne peuvent pas pénétrer à l'intérieur."

Les cellules internes ne se différencient pas non plus si le cocktail chimique qui déclenche la différenciation des cellules souches ne les atteint pas. Une structure poreuse permet à la fois aux nutriments et aux autres fluides de circuler.

Les chercheurs essaient une nouvelle approche et créent des blocs de construction tissulaire avec des micropores. Ils considèrent cela comme une alternative à la vascularisation - la croissance des vaisseaux sanguins dans le tissu - et appellent le résultat des brins de tissu poreux.

Les chercheurs commencent avec des cellules souches dérivées de graisse humaine et les mélangent avec des porogènes d'alginate de sodium. Dérivé des algues, l'alginate de sodium peut être imprimé en minuscules particules qui, une fois dissous, laissent derrière eux de minuscules trous (pores) dans le tissu du tissu. L'équipe utilise le mélange pour imprimer en 3D des brins de tissu indifférencié. Ils peuvent ensuite combiner les brins pour former des plaques de tissu.

Lorsque les chercheurs exposent le tissu au cocktail chimique, il transforme les cellules souches en cellules spécifiques, dans ce cas de l'os ou du cartilage. À cause des pores, le fluide peut s'écouler vers toutes les cellules souches.

Les chercheurs rapportent dans un récent numéro de Biofabrication que les brins conservent une porosité de 25 % et une connectivité des pores de 85 % pendant au moins trois semaines.

En imprimant en 3D des brins côte à côte et superposés comme indiqué dans leur travail précédent, les brins s'auto-assemblent pour former des plaques de tissu.

"Ces patchs peuvent être implantés dans l'os ou le cartilage, selon les cellules dont il s'agit, " a déclaré Ozbolat. " Ils peuvent être utilisés pour l'arthrose, patchs pour la chirurgie plastique tels que le cartilage de la cloison nasale, restauration du genou et autres défauts osseux ou cartilagineux."

À certains égards, le cartilage est plus facile que l'os car dans le corps humain, le cartilage n'est pas traversé par des vaisseaux sanguins. Cependant, certains os sont naturellement poreux, et donc la porosité est précieuse pour remplacer ou réparer cet os. Alors qu'actuellement, seuls de minuscules patchs peuvent être créés, ces patchs sont plus faciles à fabriquer que la culture de tissus artificiels sur un échafaudage.

Les chercheurs envisagent d'appliquer les mêmes méthodes au muscle, graisse et divers autres tissus.