Une imprimante 3D pourrait guérir vos blessures
Source : Futura Sciences

par Marie-Céline RayJournaliste
Publié le 04/03/2019

Des chercheurs américains ont créé un système de bio-impression mobile, qui
permet d'imprimer de la peau en plusieurs couches, directement sur une
blessure, en utilisant les cellules du patient. Des applications seraient
possibles dans des cas de brûlures ou de blessures importantes. 

Cette innovation pourrait
révolutionner les soins apportés aux grands brûlés qui aujourd'hui ont besoin
d'être traités par des greffes de peau. Elle a été élaborée à l'Institut de
médecine régénératrice Wake Forest (Caroline du Nord). Son directeur, Anthony
Atala, a déclaré dans un communiqué : « Cette technologie pourrait éliminer le
besoin de greffes cutanées douloureuses qui causent une défiguration
supplémentaire aux patients souffrant de plaies ou de brûlures importantes. »

Cette technologie pourrait éliminer le besoin de greffes cutanées douloureuses
qui causent une défiguration supplémentaire aux patients. 

Comment fonctionne ce nouveau dispositif, 
encore expérimental ? Des cellules de la peau, des
fibroblastes et des kératinocytes, sont isolées à partir d'une biopsie d'un
tissu sain. Les cellules sont mélangées à un hydrogel et placées dans le «
bioprinter », une sorte d'imprimante 3D qui travaille avec du matériel
biologique. L'objectif des scientifiques est d'utiliser des cellules du patient
afin d'éviter les problèmes de rejet de greffe. 

Les fibroblastes sont des cellules qui fabriquent de la matrice extracellulaire
et le collagène, qui jouent un rôle dans la guérison des plaies. Les
kératinocytes sont les principales cellules présentes dans l'épiderme, la
couche la plus externe de la peau. Ils représentent environ 90 % des cellules
de l'épiderme. L'appareil scanne la plaie et transmet les données à un logiciel,
ce qui permettra d'injecter les cellules au bon endroit. La bio-imprimante
dépose les cellules directement dans la blessure et reproduit la structure de
la peau en couches, ce qui va accélérer la formation de peau « normale » et
donc la cicatrisation. 
La peau comprend plusieurs couches, avec l'épiderme à l'extérieur, composé
essentiellement de kératinocytes. © sakurra, Fotolia Un dispositif expérimental
et mobile qui dépose les cellules dans la plaieL'appareil a été testé en
préclinique sur des modèles animaux : sur des souris et sur des cochons. Les
chercheurs ont trouvé que la blessure se refermait rapidement. Le tissu
dermique créé avait une structure et une composition proches de celles d'une
peau saine. La prochaine étape sera donc de mettre en place un essai clinique
sur des humains. 
Sean Murphy, un des auteurs de l'article paru dans la revue Scientific Reports,
a expliqué que ce qui rend cette technologie unique est « la mobilité du
système et la possibilité de gérer sur place les plaies étendues en les
scannant et en les mesurant afin de déposer les cellules directement là où
elles sont nécessaires pour créer la peau ». Ce système pourrait servir pour des
brûlures et des lésions de la peau qui ne guérissent pas, comme l'ulcère
diabétique. Aujourd'hui ces plaies sont souvent soignées avec des greffes de
peau, mais il est parfois compliquer de disposer d'un échantillon suffisamment
grand de peau saine. 
Ce qu'il faut retenirDes chercheurs américains ont créé un dispositif qui
permet d'injecter des cellules de peau dans une blessure. L'appareil scanne la
plaie et dépose les cellules du patient en formant des couches de peau. C'est un
espoir pour les grands brûlés et les personnes ayant des plaies importantes. 

Pour en savoir plus
De la peau humaine imprimée en 3DArticle de Futura avec l'AFP paru le 11
février 2016Poietis, une jeune société basée près de Bordeaux, développe une
technique d'impression 3D de tissus humains grâce au laser. Les applications
sont très attendues en cosmétique et en clinique, par exemple pour créer des
greffons de peau à partir des cellules d'un patient. « Il s'agit de marier les
technologies d'impression 3D et la biologie cellulaire afin de fabriquer,
couche par couche, des tissus biologiques », résume Fabien Guillemot, ancien
chercheur à l'Inserm (Institut national de santé et de recherche médicale) et
fondateur de la start-up en 2014. Car l'impression tridimensionnelle, qui
permet la création d'un volume par l'empilement de couches, a ouvert de très
nombreux champs d'expérimentation, notamment pour les chercheurs travaillant
sur le vivant. À ce jour, quatre technologies de « bio-impression » coexistent. 
Poeitis (du grec « fabriquer ») est pour l'heure la seule entreprise au monde,
selon ses initiateurs, à imprimer de la matière vivante grâce à de la lumière
laser. « Le laser a plusieurs avantages. Il permet, par sa très haute
définition, de reproduire toute la complexité des tissus, avec une précision
très élevée. Il permet aussi d'assurer la viabilité des cellules à hauteur de
95 à 100 % », explique le jeune entrepreneur. Mais alors, comment passe-t-on de
quelques cellules mises en culture à la complexité d'un véritable tissu
fonctionnel ? « Grâce au laser, l'imprimante dépose des micro-gouttelettes
contenant des cellules, couche par couche, selon un modèle prédéfini par
ordinateur et inspiré de tissus existants », détaille Fabien Guillemot, dont
l'entreprise a déjà déposé trois familles de brevets. Ces modèles numériques,
entièrement mis au point par Poietis, permettent non seulement d'organiser les
cellules au départ, mais également d'anticiper la façon dont elles vont
interagir dans le temps. « Avec une précision de l'ordre de 20 microns [NDLR :
millièmes de millimètre], soit autour de la taille maximum d'une cellule, le
laser permet de guider l'auto-organisation des cellules », explique le
chercheur. Trois semaines sont nécessaires pour reproduire de la peau. Pour
l'heure, l'entreprise, qui compte une vingtaine de salariés (biologistes,
ingénieurs en optique, informaticiens... ), utilise deux imprimantes mises au
point avec l'Inserm et le laboratoire Alphanov, dépendant du pôle de
compétitivité bordelais dédié aux lasers. Elle travaille déjà à l'élaboration
de son propre outil d'impression, qui devrait être opérationnel d'ici à deux
ans. 
Les peaux synthétisées au laboratoire pourraient permettre de tester des
cosmétiques. © JL-Pfeifer, Shutterstock Vers la production de peau pour des
greffes ou des tests cosmétiquesSi l'objectif de Poietis est d'aller en
clinique pour servir à la réparation de tissus, l'entreprise fonde d'abord son
développement sur l'énorme potentiel que représentent les tests en recherche
cosmétique et pharmaceutique. « C'est pour cela que nous avons d'abord
travaillé sur la peau, c'est une vraie opportunité de développement », confie
l'entrepreneur, qui vient de signer un partenariat stratégique avec le géant
mondial de la chimie, le groupe allemand BASF, fournisseur d'ingrédients pour
les cosmétiques. L'enjeu est d'autant plus grand que les tests sur animaux pour
les cosmétiques sont interdits depuis 2013 dans l'Union européenne. Pour la
recherche pharmaceutique, il s'agit de reproduire autant des peaux saines que
des peaux pathologiques. La société, qui vient de procéder à une augmentation de
capital de 1,2 million d'euros (dont 1 million de financement participatif pour
PME), compte valider ses premiers produits et les commercialiser auprès des
centres de recherche et de tests d'ici à 2017. En matière médicale, il faudra
être plus patient. Poietis envisage la fabrication de greffons de peau,
totalement assimilables par le greffé, puisque fabriqués à partir de ses
propres cellules, d'ici à dix ans environ. Les expérimentations menées au sein
d'un laboratoire de l'Inserm ouvrent déjà d'autres horizons. Des tests sur une
souris blessée au crâne ont mis en évidence la façon dont la bio-impression par
laser pouvait contribuer à la réparation osseuse directement sur le sujet. Dans
cette perspective, la reproduction d'organes dans le cadre d'une médecine
toujours plus personnalisée ne semble plus une chimère. Derrière la révolution
technologique se profile un vertigineux questionnement éthique. « Nous nous
sommes posés une limite », précise sans détour Fabien Guillemot : « Nous nous
bornons à la réparation des tissus et non leur augmentation ou leur
amélioration ». 

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Lien externe
In Situ Bioprinting of Autologous skin Cells Accelerates Wound Healing of
extensive excisional Full-thickness Wounds

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