Bien que l’avènement des imprimantes 3D soit communément considéré comme une révolution pour la fabrication, il pourrait aussi avoir d’énormes avantages pour la médecine. Pour aider à panser de grandes plaies qui pourraient normalement nécessiter une greffe de peau, les chercheurs du Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM) ont mis au point une nouvelle bioimprimante qui peut imprimer les deux couches de la peau d’un patient directement dans une plaie.
L’idée d’une peau imprimée en 3D est en développement depuis quelques années. En 2014, un prototype de machine a été dévoilé, capable d’imprimer de grandes feuilles de peau humaine qui pouvaient ensuite être découpées sur mesure et greffées sur un patient.
Au fil des ans, la technologie a évolué pour devenir des machines plus détaillées et finalement un appareil portatif qui fonctionne comme un distributeur de ruban adhésif pour la peau.
La nouvelle machine ressemble à un croisement entre ces deux dernières. Elle est beaucoup plus grande que l’appareil portatif, mais elle est encore relativement portable en milieu hospitalier. La machine peut être transportée sur roues jusqu’au chevet du patient, et un patient se trouve sous la buse de l’imprimante pendant qu’elle se met au travail.
Comme les appareils précédents, la nouvelle imprimante utilise une « encre » composée des propres cellules du patient, afin de minimiser le risque de rejet.
Tout d’abord, une petite biopsie d’une peau saine est pratiquée et deux types de cellules cutanées peuvent être isolés : les fibroblastes, les cellules qui aident à construire la structure pour guérir les plaies, et les kératinocytes, qui sont les cellules principales que l’on trouve dans la couche externe de la peau.
De plus grandes quantités de ces cellules sont cultivées à partir de l’échantillon de biopsie, puis mélangées dans un hydrogel pour former l’encre de la bioimprimante. Et c’est là qu’elle diffère des bioimprimantes précédentes – plutôt que de simplement appliquer la nouvelle peau sur la blessure, la nouvelle machine utilise d’abord un scanner laser 3D pour construire une image de la topologie de la blessure. À l’aide de cette image, l’appareil remplit ensuite les parties les plus profondes avec les fibroblastes, avant de superposer les kératinocytes par-dessus.
Cette technique imite la structure naturelle des cellules de la peau, ce qui permet à la blessure de guérir plus rapidement. L’équipe a démontré qu’elle fonctionne à l’aide de modèles murins, en observant que la nouvelle peau commençait à se former vers l’extérieur à partir du centre de la plaie. Notamment, cela ne fonctionnait que lorsque l’encre était fabriquée avec les propres cellules du patient - dans d’autres expériences, le tissu était rejeté par le corps.
" Si vous livrez les cellules du patient, elles contribuent activement à la cicatrisation de la plaie en s’organisant dès le début pour commencer le processus de cicatrisation beaucoup plus rapidement " , précise James Yoo, co-auteur de l’article. " Bien qu’il existe d’autres types de produits de cicatrisation pour traiter les plaies et les aider à se refermer, ces produits ne contribuent pas directement à la création de la peau."
Les chercheurs affirment que les prochaines étapes consisteront à mener des essais cliniques sur des humains. Éventuellement, le nouvel appareil pourrait être utilisé pour traiter les brûlés, les patients souffrant d’ulcères diabétiques et d’autres grandes blessures qui ont de la difficulté à guérir par leurs propres moyens.
Bernard Neumeister
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