Scientifiques 3D Imprimé Squishy, ​​tissu ressemblant à un cerveau pour la 1ère fois

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    Une nouvelle technique d’impression 3D peut créer des tissus aussi mous qu’un cerveau spongieux ou des poumons spongieux – ce qui n’était pas possible auparavant.

    La «fabrication additive» ou l’impression 3D promet permettre aux médecins de produire des organes adaptés pour les patients utilisant les propres cellules des patients, ce qui pourrait aider à réduire la grave pénurie d’organes disponible pour les personnes qui ont besoin de greffes.

    Cependant, la technologie présente encore des limites importantes . Pour créer ces organes, les bio-ingénieurs ont besoin d’imprimer des échafaudages 3D qui imitent la structure des organes, qui sont ensuite peuplés avec les cellules. Jusqu’à présent, seuls les matériaux relativement rigides peuvent être imprimés en 3D. Mais certains organes du corps, tels que le cerveau et les poumons, ont une structure extrêmement molle.

    « Les types de structures biologiques qui ont été imprimées auparavant seraient des choses comme des os ou des organes plus rigides, comme le foie et les reins » Zhengchu Tan, chercheur au département de génie mécanique à l’Imperial College de Londres et auteur principal d’un article récemment publié décrivant la nouvelle technique d’impression 3D.

    « Nous avons utilisé un matériau très mou, qui est un « Hydrogel composite et imprimé les tissus plus mous similaires au cerveau et éventuellement poumon », a déclaré Tan à Live Science

    Mais le problème avec l’impression 3D des matériaux très mous est que les couches sous-jacentes tendent à s’effondrer en couches supplémentaires. sont ajoutés sur eux au cours du processus d’impression 3D, a déclaré Tan. En effet, le processus d’impression 3D implique de créer un objet couche par couche, ce qui signifie que les couches inférieures doivent pouvoir supporter le poids de la structure en croissance.

    Pour contourner ce problème, les chercheurs ont refroidi littéralement les choses. . « Nous utilisons un processus d’impression cryogénique ce qui signifie que la couche précédente est gelée », a déclaré Tan. «La congélation rend la couche très solide et stable, de sorte que la couche suivante peut être imprimée par-dessus et que l’objet 3D ne s’effondre pas sous son propre poids.»

    Une fois l’impression terminée, les ingénieurs peuvent dégeler lentement Pour l’impression 3D de l’échafaudage, les chercheurs ont utilisé un nouvel hydrogel composite composé de deux composants: un polymère synthétique soluble dans l’eau, de l’alcool polyvinylique et une substance ressemblant à de la gelée appelée Phytagel.

    Ensuite, ils ont enduit la structure résultante de collagène et l’ont peuplée de cellules humaines.Pour les besoins de l’expérience, cependant, les chercheurs ont utilisé des cellules de peau au lieu de cellules cérébrales sur un échafaudage conçu pour imiter le cerveau humain.

    Jusqu’à présent, les chercheurs ont été capables de créer seulement de petits échantillons du tissu cérébral, et non du cerveau entier. [ 11 Parties du corps cultivées en laboratoire ]

    « Si vous essayez d’imprimer en 3D un fu Le cerveau d’une imprimante 3D standard disponible dans le commerce sera très difficile », a déclaré Antonio Elia Forte, auteur principal de l’étude, associé de recherche au Département de bioingénierie, également à l’Imperial College de Londres

    . structures, plus les propriétés matérielles sont douces, plus grand est le risque que la géométrie s’effondre sur elle-même », explique Forte à Live Science

    La technique cryogénique actuelle utilisée par les chercheurs refroidit le matériau à travers l’impression 3D plaque, a déclaré Forte. Cela signifie que les couches plus éloignées de la plaque se dégageraient avant que l’objet entier ne soit imprimé, et tout l’effet cryogénique serait perdu.

    Dans le futur, les chercheurs pourraient faire évoluer la technique en utilisant une chambre qui garderait l’ensemble « Forte a dit, le froid, object ».

    Pourtant, la nouvelle technique est un pas en avant. « Maintenant, nous sommes enfin en mesure d’imprimer des matériaux très mous, et cela n’a pas été atteint avant », a déclaré Forte. Pour aller de l’avant, les chercheurs cherchent à améliorer la technique pour imprimer des objets plus gros.

    Forte ajoute que les bioingénieurs sont probablement encore loin de créer des organes humains complexes fonctionnant pleinement, tels que le cerveau ou les poumons. Néanmoins, la technique actuelle pourrait être utilisée pour aider les chercheurs à étudier comment le cerveau ou le tissu pulmonaire se comporte dans diverses conditions – par exemple, dans des situations d’impact, telles que blessures cérébrales traumatiques . 2017 dans la revue Scientific Reports .

    Initialement publié le Live Science .

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