Méthode neuve de lithographie pour produire les tissus et les organes complexes

La production des organes artificiels est un domaine de recherche chaud. Dans un avenir proche, les organes artificiels compenseront le manque de dons d'organe et remonteront des expériences sur des animaux. Bien qu'il y ait déjà des expériences prometteuses avec les imprimantes 3D qui emploient une « bio-encre » contenant les cellules vivantes, un organe fonctionnel jamais n'a été produit de cette façon. Un consortium européen coordonné par M. Elena Martinez (IBEC, Barcelone, Espagne) et concerner l'université Francfort de Goethe brise maintenant la nouvelle base. Le consortium développe une méthode de lithographie qui se fonde sur l'illumination légère de feuille et sur les hydrogels photosensibles spéciaux qui sont mélangés aux cellules vivantes.

les systèmes de Bio-impression qui accumulent des structures posent par couche (approche ascendante) ont les désavantages considérables. D'une part, le procédé d'impression prend loin trop longtemps, de sorte que les possibilités de survie des cellules dans la bio-encre et dans les couches polymérisées diminuent considérablement. En outre, la pression d'extrusion mène à un régime considérable de mort cellulaire, particulièrement pour des cellules souche. De plus, la définition de la méthode, environ 300 micromètres, est loin si basse pour reproduire les structures fragiles du tissu naturel. En conclusion, il est particulièrement difficile d'intégrer les structures creuses complexes, par exemple vaisseaux sanguins, dans le tissu de cellules.

Avec notre projet, nous voulons aller le contraire en développant une méthode hiérarchisée de lithographie. »

M. Francesco Pampaloni de l'institut de Buchmann pour les sciences de la vie moléculaires (BMLS) à l'université de Goethe

Les travaux par processus d'une voie assimilée à la lithographie en technologie des semiconducteurs. Au lieu du semi-conducteur et de la couche photosensible, qui est illuminée par un masque, un hydrogel avec les molécules photosensibles est employé. Ceci est exposé à une feuille mince de lumière laser utilisant la technique inventée par prof. Ernst Stelzer pour la microscopie légère de feuille. Ceci aboutit à la formation des structures à chaînes branchées (polymères) ce servir de modification à la colonisation par les cellules vivantes. Rester, encore hydrogel liquide est effacé.

« Cette méthode nous permettra de régler la structure spatiale et la dureté avec une définition sans précédent de sorte que nous puissions produire les mêmes microstructures hétérogènes que les cellules trouvent en tissus naturels, » explique Pampaloni. Pampaloni compte que les possibilités complet neuves apparaîtront pour la bio-fabrication des tissus complexes et de leurs microstructures anatomiques. De plus, les propriétés spécifiques de la modification peuvent être employées pour présenter des cellules souche dans les compartiments bien définis ou pour activer la formation des récipients. D'autres avantages par rapport aux systèmes d'impression 3D conventionnels sont production à grande vitesse et rentable.

Des gabarits PLUS LUMINEUX pour « Bioprinting par la lithographie légère de feuille : concevant les tissus complexes avec la haute résolution à la grande vitesse ». Commençant en juillet 2019, le projet sera financé pendant trois années en tant qu'élément du programme ouvert de « contrat à terme et de technologies émergentes » (FET) de l'horizon illustre et hautement sélecteur 2020 de l'Union européenne. PLUS LUMINEUX sera financé avec un total de € 3.450.000, dont le € 700.000 ira à une équipe aboutie par M. Pampaloni dans Physical de prof. Stelzer's Biology Group dans le service de biosciences de l'université de Goethe. D'autres associés sont les IBEC (Barcelone, Espagne, coordination), Technion (Haïfa, Israël) et les compagnies Cellendes (Reutlingen, Allemagne) et Mycronic (Täby, Suède).