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La bio-impression en 3D d’un cœur humain

Illustration d'un cœur humain
Illustration d'un cœur humain
Sebastian Kaulitzki/Getty
Cœur, fémur ou artères, des chercheurs américains sont parvenus à les recréer en utilisant des matériaux biologiques mous à l’aide d’imprimantes 3D. Ce véritable exploit scientifique permet d’envisager la fabrication en série des pièces de rechange complètes pour le corps humain.

2'04'' - Première diffusion le 8/11/2015

Depuis quelques années déjà la matière vivante s’imprime en 3D et permet de fabriquer très modestement quelques brins des muscles cardiaques ou de poumons. Ces dispositifs d’ingénierie médicale excellent surtout dans la production de la peau humaine que les chirurgiens peuvent ensuite greffer.

Les prothèses sur mesure en titane ou des implants en polymères bio compatibles qui correspondent aux matériaux « durs » du corps sont également « facilement » réalisables avec des imprimantes 3D. Mais un cœur, un foie, un rein, c’est une autre histoire ! Comment imprimer couche par couche sans une structure solide pour soutenir l’ensemble, les matières molles des organismes vivants ? « Le défi avec les matériaux mous  est qu’ils s’effondrent sous leur propre poids quand l’impression 3D se fait à l’air libre », expliquent les chercheurs de l’Université Carnegie Mellon aux États-Unis.

Une impression couche par couche dans de l'hydrogel

L’équipe du  professeur Adam Feinberg, du Groupe de biomatériaux et thérapeutiques régénératives de la faculté, a trouvé la solution. « Nous avons imprimé ces matériaux mous contenant du collagène et des fibres biologiques dans un support constitué d’hydrogel », précise le chercheur. Autrement dit, les scientifiques impriment couche par couche une matière gélatineuse dans un gel qui sert de support. Ce bain d’hydrogel dans lequel la structure biologique a été créée a la particularité de fondre dans de l’eau chauffée à la température du corps sans détériorer les cellules bio-imprimées.

En utilisant cette méthode, les chercheurs ont modélisé un fémur, des artères coronaires, puis en se servant des clichés 3D d’un appareil IRM ou d’imagerie par résonance magnétique, ils ont réalisé la réplique d’un cœur embryonnaire. Les prochaines expérimentations consisteront à intégrer des cellules cardiaques directement dans les structures imprimées pour que le muscle se contracte à nouveau.

Un coût de fabrication peu élevé

Les imprimantes 3D des scientifiques sont des modèles grand public, leurs logiciels sont libres de droits et téléchargeables par tous les internautes sur la toile. De 100 000 dollars pour les autres méthodes de bio-impression, la leur ne coûterait que 900 euros.

La création de tissus ou d’organes complets en trois dimensions, en particulier celle d'un cœur entier et fonctionnel, résoudrait en partie la pénurie mondiale de greffons humains pour les milliers de patients en attente d’un donneur.

Vous avez des questions ou des suggestions, vous pouvez nous écrire à nouvelles.technologies@rfi.fr

Publié le 15/02/2016 - Modifié le 22/12/2017 - Par Dominique Desaunay

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