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Bio impression : de la peau humaine fabriquée à partir d’une imprimante 3D

En moins d’un demi-siècle, les technologies sont passées du langage à l’image, puis de l’image au volume. Dans le cadre de l’impression 3D, le processus est assez simple, l’on part d’un modèle informatique et puis l’on va sculpter couche par couche n’importe quel objet à partir d’une imprimante. La bio impression révolutionne l’approche de la médecine. 

À ce jour, cette technique est presque devenue usuelle et tend à se démocratiser dans tous les domaines.

Prenons par exemple les enfants qui pourront reproduire grâce à leur imprimante 3D, la poupée de leurs rêves aux dimensions et formats désirés. On classe ainsi l’impression 3D comme une méthode de fabrication additive permettant le prototypage et la fabrication à plus grande échelle.

2017 voit l’avènement de l’impression 3D

bio impression 3d printing

Elle s’apparente alors à une forme de révolution industrielle. Si l’on peut croire que l’impression 3D s’adresse à un marché de petits objets on se trompe. En effet certaines sociétés ont élargi le concept d’Impression 3D à des volumes bien plus imposants comme dans la construction d’une maison.

Ainsi en Russie, une habitation d’un volume d’environ 40 m2 a été créée à partir d’une imprimante 3D. Celle-ci permettant de construire l’ensemble du bâtit sur place au lieu de créer les murs et pièces à différents endroits pour les associer ensuite in situ.

Si l’émergence de la révolution de la 3D est efficiente dans de nombreux secteurs d’activités, le secteur de santé est lui aussi largement concerné par cette technologie où les champs d’applications sont très nombreux, mais surtout prometteurs.

La pratique de l’impression 3D est née dans les années 1980/1990 puis dans les années 2000, elle a été utilisée dans le secteur dentaire, puis petit à petit, les départements orthopédiques s’en sont saisis.

Les avantages de l’impression 3D dans les applications biomédicales sont très nombreux, pour des objectifs différents :

  • Mieux former les étudiants;
  • Recréer des organes;
  • Réparer le corps humain.

Il est possible aujourd’hui de concevoir des modèles standardisés ou correspondants au corps d’un patient pour permettre au chirurgien de s’entraîner. Par exemple on peut créer des os pour s’entraîner afin d’opérer efficacement. Cela aura l’avantage de diminuer les risques et permettre une utilisation optimum du matériel médical et une meilleure gestion des blocs opératoires.

L’impression 3D a un impact important dans l’orthopédie. Par exemple, dans une déformation articulaire, les prothèses en 3D permettent plus de simplicité.

D’abord pour le patient, le parcours « clinique » va être facilité puisque l’on va juste utiliser les données de l’imagerie médicale, plus simple la 3D va permettre aussi d’être plus précis qu’un instrument classique et moins incisif qu’une opération usuelle.

La bio impression, le futur de la médecine ?

bio impression armee

Parmi les multiples champs d’applications de l’impression 3D, il y en a un qui a fortement retenu notre attention, c’est la bio impression.

En effet les technologies d’impressions 3D  » peuvent fabriquer des matériaux vivants durables à travers les bio-matériaux issus de la biologie de synthèse, ainsi que des nanomatériaux ce qui ouvre la voie au neuro-design, à l’intégration de IA dans le champ du design. »  comme il est écrit dans « Imprimer le Monde » aux éditions HYX. Qu’est-ce que la bio impression ? La bio impression consiste à imprimer de la matière vivante cellulaire afin de reproduire un tissu en 3 dimensions, proche du tissu natif.

La bio impression a pour but ultime de stimuler la régénération de tissus déficients ou de créer des substituts pour restaurer, maintenir et améliorer la fonction tissulaire. Les applications arrivant déjà sur le marché aujourd’hui concernent des modèles tissulaires bios imprimés utilisés à des fins de recherche et développement en cosmétologie et en pharmacologie.

En laboratoire, la bio impression utilise les principes de l’impression 3D, et procède ainsi à l’assemblage couche par couche des constituants des tissus biologiques (tels que les cellules et la matrice extracellulaire) selon des organisations prédéfinies par conception numérique.

La fabrication d’un tissu biologique par bio impression 3D se décompose en plusieurs étapes :

  • la conception assistée par ordinateur de l’architecture du tissu biologique au cours de laquelle l’organisation spatiale de l’ensemble des constituants des tissus est définie (en s’inspirant par exemple de l’architecture des organes et tissus observée par imagerie médicale ou microscopie cellulaire);
  • la programmation des paramètres d’impression des encres (contenant les cellules), permettant notamment de définir la résolution;
  • l’impression couche par couche des tissus biologiques à l’aide d’automates qui reproduisent les motifs conçus par ordinateur en déposant des micro-gouttelettes d’encre biologiques,
  • la maturation du tissu imprimé qui permet aux cellules de s’auto-organiser (4D) jusqu’à faire émerger des fonctions biologiques spécifiques.

Il existe principalement trois différents procédés de bio impression : l’impression par jet d’encre, la Bio extrusion et la bio impression par laser.

Mais sans aller plus loin dans les explications très techniques, arrêtons-nous sur les deux sociétés qui ont retenu l’attention de la rédaction lors du ehealthWorld Monaco : Labskin creations et Poietis, est une entreprise girondine qui a créé une plateforme de bio impression assistée par laser dédiée à la production de modèles tissulaires pour les industriels du cosmétique et les laboratoires pharmaceutiques et assure le développement et l’évaluation pré clinique de tissus bio-imprimés pour la médecine régénérative. Cette plateforme permet aux utilisateurs de concevoir et de bio-imprimer des tissus avec une résolution cellulaire.

Les avis des professionnels

ehealthworld bio impression

Selon son fondateur Fabien Guillemot, Poietis répond à trois défis majeurs : la standardisation des procédés de fabrication pour garantir la fiabilité et la reproductibilité des tissus bio-imprimés, le contrôle de la morphogenèse des tissus ainsi que la fabrication de tissus complexes.

Aujourd’hui, avec la bio impression à la cellule unique, nous introduisons un changement de paradigme où la fabrication des tissus devient cyto centrique, ce qui veut dire non plus conditionnée par les limites des spécifications techniques des bio-imprimantes, mais guidée par la biologie et la nécessité de contrôler l’environnement des cellules à l’échelle cellulaires.

La société Labskin Creations quant à elle , est une jeune et prometteuse entreprise lyonnaise créée par la Docteure Amélie Thépot spécialisée dans la bio extrusion. Labskin Creations, imprime des substituts corporels (peau, tissu graisseux…) avec les cellules du propre patient.

Cette technique va permettre de secourir les malades atteints de maladies de peau ou des femmes qui ont eu des ablations mammaires. Ainsi, la bio impression va combler les tissus dans une optique de reconstruction.

C’est au moral des femmes que l’on pense en écoutant le Docteur Thépot, celle-ci va permettre à une patiente de retrouver une partie de son corps, ce qui n’est pas anodin après une telle opération.

Il ne faut pas oublier non plus les grands brûlés, qui grâce à ce procédé révolutionnaire vont eux aussi pouvoir se réadapter à la vie sociale grâce à une greffe de la peau en 3D.
Pour Madame Amélie Thépot : « la bio impression est la chirurgie de l’avenir permettant d’être plus précis et plus proche pour la reconstruction de la peau ».

Elle espère également pouvoir reconstruire chaque organe déficient du corps humain par bio impression. Ce qui veut dire que l’on sera capable de créer un rein, un cœur, un foie … engendrant des champs d’applications extraordinaires dans l’univers des dons d’organes.

Ne pas devenir des supers héros

Un des grands revers de la bio impression : l’éthique. En effet, pourquoi ne pas utiliser la bio impression pour se créer des organes plus performants, plus beaux ? Si tel est le cas, nombreux sont ceux qui voudront être des supermen ou super women aux pouvoirs décuplés.

Ainsi, les questions de morales et d’éthiques autour de ce nouveau procédé doivent absolument être mises en places. Chaque individu à sa personnalité ce qui en fait sa richesse, il serait alors dommage de voir une succession de clone par bio impression.

La e-santé peut réparer l’humain déficient, mais ne doit surtout pas améliorer l’existant. Ce n’est pas de l’ambroisie permettant le mythe de la jeunesse éternelle.

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