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Juste après l'annonce des progrès de l'impression 3D en matière de création de tissus cérébraux et de ligaments, se présente une autre innovation dans le domaine en constante évolution du développement des organes humains. Université du Colorado à Boulder (CU Boulder) Les ingénieurs ont mis au point une nouvelle méthode de bioprinting 3D avec des applications biomédicales potentielles telles que l’ingénierie des artères et des tissus d’organes artificiels fonctionnels.
Structuré mais pliable
Le nouveau procédé permet un contrôle localisé de la fermeté d'un objet, à grain fin, permettant de visualiser correctement la géométrie complexe de tissus organiques spécifiques, tels que les vaisseaux sanguins. Le résultat est des vaisseaux artificiels présentant la même nature hautement structurée et flexible que la vraie chose!
"L'idée était d'ajouter des propriétés mécaniques indépendantes aux structures 3D pouvant imiter les tissus naturels du corps", a déclaré Xiaobo Yin, professeur associé au département de génie mécanique de CU Boulder et auteur principal de l'étude. "Cette technologie nous permet de créer des microstructures pouvant être personnalisées pour des modèles de maladie."
Les chercheurs espèrent que leur innovation pourra un jour être utilisée pour fournir des options de traitement améliorées et plus personnalisées aux personnes souffrant de diverses maladies vasculaires. L'approche n'est pas entièrement nouvelle.
Depuis que les vaisseaux sanguins durcis ont longtemps affecté les patients atteints de maladies cardiovasculaires, des remplacements d'artères et de tissus viables sont recherchés depuis longtemps. Cependant, jusqu’à présent, les recherches ont été infructueuses.
CU Boulder 'L’équipe a cherché à s’attaquer aux obstacles antérieurs rencontrés dans les tentatives infructueuses de travaux antérieurs en tirant parti de l’effet unique de l’oxygène sur la définition de la forme finale d’une structure imprimée en 3D, qui jusqu’à présent était plutôt malvenue. "L'oxygène est généralement une mauvaise chose car il provoque un durcissement incomplet", a expliqué Yonghui Ding, chercheur postdoctoral en génie mécanique et auteur principal de l'étude.
Repenser l'utilisation de l'oxygène
Cependant, Ding et son équipe ont adapté leur processus pour assurer un contrôle strict de la migration de l'oxygène et de l'exposition à la lumière. Cela a conduit à une capacité supérieure de diriger l'endroit où un objet serait solidifié dans un état plus dur ou plus doux sans impacter sa géométrie globale.
"Ici, nous utilisons une couche qui permet un taux fixe de perméation de l'oxygène", a ajouté Ding. "Il s'agit d'un développement profond et d'un premier pas encourageant dans notre objectif de créer des structures qui fonctionnent comme une cellule saine devrait fonctionner."
Les chercheurs ont testé leur approche sur plusieurs structures imprimées et ont découvert qu'ils pouvaient générer des objets de forme, de taille et de matériaux identiques, mais présentant des variations de rigidité de la tige. Mieux encore, l’imprimante peut fonctionner avec des biomatériaux aussi petits que la taille 10 microns (un dixième de la largeur d'un cheveu humain).
L'équipe cherche maintenant à améliorer davantage les capacités de la bio-imprimante afin de la rendre idéale pour la gamme biomédicale requise. "Le défi consiste à créer une échelle encore plus fine pour les réactions chimiques", a déclaré Yin. "Mais nous voyons d'énormes possibilités pour cette technologie et le potentiel de fabrication de tissus artificiels."
L’étude a récemment été publiée dans la revue Communications Nature.
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