L’impression tridimensionnelle (3D)/quadridimensionnelle (4D) est devenue un outil puissant en ingénierie tissulaire, permettant la fabrication d’échafaudages complexes et spécifiques au patient avec une architecture et une composition contrôlées. Les matériaux bio-piézoélectriques, capables de convertir l’énergie mécanique en énergie électrique, se sont révélés prometteurs en ingénierie du tissu osseux en raison de leur capacité à imiter l’environnement électrique naturel du tissu osseux et à stimuler la formation osseuse. En combinant l’impression 3D/4D avec des matériaux biopiézoélectriques, il est possible de créer des échafaudages qui non seulement fournissent un soutien structurel à la croissance osseuse, mais stimulent également activement l’ostéogenèse.

Plusieurs études ont démontré le potentiel des échafaudages bio-piézoélectriques imprimés en 3D/4D dans l’ingénierie des tissus osseux. Par exemple, les chercheurs ont fabriqué des échafaudages à partir de matériaux piézoélectriques tels que le fluorure de polyvinylidène (PVDF), le titanate de baryum (BaTiO3) et le titanate de zirconate de plomb (PZT) en utilisant des techniques d'impression 3D telles que la modélisation par dépôt fondu (FDM) et la stéréolithographie (SLA). Il a été démontré que ces échafaudages favorisent la prolifération et la différenciation des ostéoblastes, les cellules responsables de la formation osseuse, et améliorent la formation de tissu osseux minéralisé in vitro et in vivo.

En plus de leur capacité à stimuler l’ostéogenèse, les échafaudages bio-piézoélectriques imprimés en 3D/4D peuvent également être utilisés pour administrer des agents thérapeutiques au tissu osseux. Par exemple, des études ont montré que les échafaudages peuvent être chargés de médicaments ou de facteurs de croissance favorisant la formation osseuse, et que ces médicaments peuvent être libérés de manière contrôlée en réponse à une stimulation mécanique. Cette approche peut améliorer l’efficacité de l’administration des médicaments et réduire le risque d’effets secondaires.

Un autre avantage de l’impression 3D/4D est la possibilité de créer des échafaudages aux architectures et géométries complexes. Cela permet la fabrication d'échafaudages qui imitent la structure naturelle du tissu osseux, y compris la présence de pores et de canaux facilitant la migration cellulaire et la vascularisation. La capacité de contrôler avec précision l’architecture de l’échafaudage permet également de créer des échafaudages dotés de propriétés graduées, qui peuvent être utilisés pour créer des échafaudages répondant aux exigences spécifiques de différents défauts osseux.

Dans l’ensemble, les échafaudages bio-piézoélectriques imprimés en 3D/4D présentent un grand potentiel en ingénierie des tissus osseux. Ils offrent un certain nombre d’avantages par rapport aux échafaudages traditionnels, notamment la capacité de stimuler l’ostéogenèse, de délivrer des agents thérapeutiques et de créer des architectures complexes. À mesure que les recherches dans ce domaine se poursuivent, les échafaudages bio-piézoélectriques imprimés en 3D/4D devraient jouer un rôle de plus en plus important dans la réparation et la régénération du tissu osseux.