Des scientifiques de Harvard réalisent une 3D

Harvard

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La technologie d’impression 3D change déjà notre façon de produire des objets. Ouvrant un monde de possibilités illimitées, nous possédons désormais le plus grand bâtiment imprimé en 3D de Floride et même une réplique imprimée en 3D de la Lamborghini Aventador SV.

Dans le domaine médical, les scientifiques ont créé ces dernières années des parties de structures cardiaques imprimées en 3D et même des modèles de cœur humain bio-imprimés en 3D grandeur nature, ce qui constitue un grand pas en avant dans les efforts visant à trouver de nouveaux traitements pour les maladies cardiaques. cause du décès aux États-Unis

Et maintenant, selon un nouvel article publié, des chercheurs de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) ont développé une nouvelle encre hydrogel contenant des fibres de gélatine et l'ont utilisée pour imprimer en 3D une chambre cardiaque fonctionnelle qui imite la façon dont un le cœur humain bat.

L’encre gel infusée de fibres (FIG) permet aux cellules du muscle cardiaque imprimées en 3D de s’aligner et de battre en coordination comme une chambre cardiaque humaine. L’objectif immédiat des chercheurs est de découvrir de nouveaux traitements contre les maladies cardiaques, tandis que le plan à long terme est de fabriquer des tissus implantables.

Expliquant comment la technologie d'impression 3D n'a pas encore réussi à aligner les cellules des cardiomyocytes responsables de la contraction du cœur, le premier auteur de l'article, Suji Choi, a déclaré : « Les gens ont essayé de reproduire les structures des organes et fonctionne pour tester l’innocuité et l’efficacité des médicaments afin de prédire ce qui pourrait se produire en milieu clinique.

« L'encre FIG est capable de s'écouler à travers la buse d'impression mais, une fois la structure imprimée, elle conserve sa forme 3D. Grâce à ces propriétés, j'ai découvert qu'il était possible d'imprimer une structure semblable à un ventricule et d'autres formes 3D complexes sans utiliser de matériaux de support ou d'échafaudages supplémentaires », a ajouté Choi.

Choi explique que la partie la plus difficile du processus consistait à maintenir le rapport souhaité entre les fibres et l'hydrogel dans l'encre. Une fois cet objectif atteint, elle a appliqué une stimulation électrique à des structures imprimées en 3D réalisées avec de l’encre FIG, ce qui a déclenché une vague coordonnée de contractions.

"C'était très excitant de voir la chambre pomper de la même manière que les ventricules cardiaques réels", a déclaré Choi.

L'équipe espère que l'encre FIG sera utilisée pour construire des valvules cardiaques miniatures à double chambre.

L'étude a été publiée dans Nature Materials.

Résumé de l'étude :

Les hydrogels sont des matériaux attrayants pour l’ingénierie tissulaire, mais les efforts déployés jusqu’à présent ont montré une capacité limitée à produire les caractéristiques microstructurales nécessaires pour promouvoir l’auto-organisation cellulaire en modèles d’organes hiérarchiques tridimensionnels (3D). Ici, nous développons une encre hydrogel contenant des fibres de gélatine préfabriquées pour imprimer des échafaudages 3D au niveau des organes qui récapitulent l’organisation intra et intercellulaire du cœur. L'ajout de fibres de gélatine préfabriquées aux hydrogels permet d'adapter la rhéologie de l'encre, permettant ainsi une transition sol-gel contrôlée pour obtenir une impression précise de structures 3D autonomes sans matériaux de support supplémentaires. L’alignement des fibres induit par le cisaillement lors de l’extrusion de l’encre fournit des signaux géométriques à l’échelle microscopique qui favorisent l’auto-organisation des cardiomyocytes humains cultivés en tissus musculaires anisotropes in vitro. Le modèle in vitro de ventricule imprimé en 3D résultant présentait des propriétés électrophysiologiques et contractiles anisotropes biomimétiques.