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Une technologie neuve pour estamper les tissus 3D directement dans le fuselage

Dans la série télé Westworld, des pièces de corps humain sont établies sur les bâtis robotisés utilisant les imprimantes 3D. Tandis que toujours loin de ce scénario, les imprimantes 3D sont de plus en plus utilisées en médicament. Par exemple, l'impression 3D peut être employée pour produire des parties du fuselage telles que les joints orthopédiques et la prosthétique, ainsi que des parties d'os, de peau et de vaisseaux sanguins. Cependant, la majorité de ces tissus sont produites dans un appareil en dehors de du fuselage et chirurgicalement implantées. Une telle procédure peut concerner effectuer de grandes incisions chirurgicales, posant le risque d'infection ajouté et a augmenté le temps de rétablissement pour le patient. Et puisqu'il y a un laps de temps entre quand le tissu est produit et quand il est implanté dans le patient, d'autres complications peuvent se produire. Pour éviter ces complications, une équipe des scientifiques ont développé une technologie pour estamper des tissus directement dans le fuselage.

Il y a deux composantes de base requises pour produire un tissu conçu : (1) une « bio-encre » comme liquide qui se compose d'un mélangé matériel de cadre avec les cellules vivantes, et (2) facteurs de croissance pour aider les cellules à se développer et se développer en tissu régénéré. En développant des tissus pour l'implantation directe en fuselage, il y a d'autres choses à considérer : la construction du tissu devrait être conduite à la température corporelle (37°C), le tissu doit être fixé effectivement au doux, tissu sous tension d'organe et aucune opération procédurale ne devrait être nuisible au patient. Une telle opération nuisible dans des méthodes actuelles est l'application de la lumière UV nuisible nécessaire pour solidifier le tissu construit.

Une collaboration parmi Ali Khademhosseini, Ph.D., directeur et Président de l'institut de Terasaki, David J Hoelzle, Ph.D., du service d'université de l'Etat d'Ohio du bureau d'études mécanique et aérospatial et de l'Amir Sheikhi, Ph.D. du service d'université de l'Etat de Pennsylvanie du génie chimique, a produit une bio-encre spécial-préparée conçue pour estamper directement dans le fuselage.

« Cette formulation de bio-encre est 3D imprimable à la température physiologique, et peut être réticulée en toute sécurité utilisant la lumière visible à l'intérieur du fuselage. » ledit premier auteur Ali Asghari Adib, Ph.D. afin d'établir le tissu, ils ont employé l'impression 3D robotisée, qui utilise les machines robotisées apposées avec un gicleur. la Bio-encre peut être dispensée par le gicleur, tout comme un tube de givrage serre écrire à l'extérieur le gel, seulement d'une façon élevé-précise et programmable.

L'équipe a également travaillé sur des méthodes pour fixer des pièces du tissu formé avec cette bio-encre sur les surfaces molles. Dans les expériences essayant de fixer le tissu sur des pièces de filets et d'agarose crus de poulet, l'équipe a utilisé une seule technique de sécurité utilisant l'imprimante 3D robotisée et leur bio-encre spécial-préparée. L'embout de gicleur a été modifié pour pouvoir pénétrer les surfaces molles et remplir espace crevé de bio-encre pendant qu'il se repliait ; ceci a produit une attache pour l'élément de tissu. Pendant que l'embout de gicleur atteignait la surface, il a dispensé une goutte complémentaire de bio-encre « pour se verrouiller dans » l'attache.

Le mécanisme de verrouillage active des pièces d'assemblage plus intenses des échafaudages au substrat mou de tissu à l'intérieur du fuselage patient. »

Asghari Adib, premier auteur

De telles améliorations du bureau d'études de tissu sont instrumentales en fournissant des options laparoscopic plus à faible risque et minimal-invasives pour des procédures telles que le réglage des défectuosités de tissu ou d'organe, concevoir/implantant des corrections pour améliorer le fonctionnement ovarien, ou produisant les mailles biofonctionnelles de réglage de hernie. De telles options seraient plus sûres pour le patient, épargnent le temps et soient plus rentables. D'autres modifications dans la conception technique de tissu et le réglage d'autres conditions peuvent augmenter le potentiel pour la personnalisation, de ce fait aboutissant la voie aux possibilités sans limites pour améliorer la santé patiente.

« Développer les tissus personnalisés qui peuvent adresser des blessures variées et des mal est très important pour le contrat à terme du médicament. Le travail présenté ici relève un défi important en effectuant ces tissus, pendant qu'il nous permet de fournir les bons cellules et matériaux directement à la défectuosité dans la salle d'opération, » a dit Khademhosseini, « ce travail synergise avec notre plate-forme technique personnalisée d'implant à l'institut de Terasaki que les objectifs pour développer les approches qui adressent la variabilité en tissu déserte dans les patients. »

Source:
Journal reference:

Adib, A.A., et al. (2020) Direct-write 3D printing and characterization of a GelMA-based biomaterial for intracorporeal tissue engineering. Biofabrication. doi.org/10.1088/1758-5090/ab97a1.