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Les chercheurs de POSTECH produisent le modèle de poumon artificiel utilisant l'impression 3D

La température plus chaude et les fleurs de floraison signalent l'arrivée du ressort. Cependant, les inquiétudes au sujet des maladies respiratoires sont également sur l'augmentation due à la bons poussière et virus. Le poumon, qui est indispensable à la respiration, est plutôt provocant pour produire artificiellement pour l'usage expérimental dû à sa structure complexe et minceur. Récent, une équipe de recherche de POSTECH a réussi à produire un modèle de poumon artificiel utilisant l'impression 3D.

Le candidat Dayoon Kang de professeur Sungjune Jung du service du scientifique et technique de matériaux, et de professeur Joo-Yeon Yoo et de Ph.D. du service des sciences de la vie à POSTECH ont ensemble réussi à produire un modèle en trois dimensions de poumon contenant un grand choix de lignées cellulaires alvéolaires humaines utilisant le jet d'encre bioprinting. Le jet d'encre bioprinting attire l'attention pour activer la production des tissus normalisés et patient-personnalisés, et est anticipé pour remonter les modèles conventionnels de test pendant qu'il peut être fabriqué en série. Les découvertes de cette étude étaient récent publiées en la Science avancée.

Les poumons humains respirent continuellement pour rentrer l'oxygène nécessaire pour l'activité indispensable et pour expulser le dioxyde de carbone produit comme dérivé. L'oxygène entrant dans le fuselage obtient aux alvéoles par les voies aériennes et est remplacé par le dioxyde de carbone transporté par sang par les capillaires des alvéoles.

Ici, les alvéoles sont effectués d'une couche mince de cellules épithéliales et sont entourés par les capillaires minces qui imitent les raisins creux. La membrane alvéolaire, par laquelle la course de l'oxygène et de dioxyde de carbone, est une structure trois-posée d'épithélial/de membrane basale/de couche capillaire endothéliale et est très légèrement pour la facilité du procédé d'échange de gaz. Jusqu'ici, il y a eu des limitations en reproduisant exactement des alvéoles avec une telle mince et structure complexe.

À ceci, l'équipe de recherche a fabriqué un modèle alvéolaire de barrage de trois-couche avec l'épaisseur d'environ 10 micromètres (μm) par le dépôt à haute résolution des cellules alvéolaires utilisant l'impression du jet d'encre drop-on-demand1. Ce modèle neuf produit a montré qu'un degré plus élevé de simulation comparé à un modèle bidimensionnel de culture cellulaire ainsi qu'à un tridimensionnel non-a structuré le modèle cultivé de mélanger les cellules alvéolaires et le collagène.

L'équipe de recherche a également confirmé que le modèle alvéolaire developpé récemment de barrage a assimilé reproduit la réaction physiologique au niveau du tissu réel en vue de le pouvoir infectant viral et la réaction antivirale. Quand ce modèle a été employé comme modèle d'infection de virus de la grippe, les chercheurs pouvaient observer l'auto-prolifération et la réaction antivirale du virus.

Nous avions estampé des cellules et des tissus de fabrication suivre la méthode bioprinting, mais c'est la première fois dans le monde pour simuler un barrage alvéolaire avec une structure de trois-couche d'épaisseur d'environ 10 μm. Elle est également la première fois qu'un barrage alvéolaire artificiel était infecté avec un virus et une réaction antivirale physiologique a été observée. »

Professeur Sungjune Jung, POSTECH

Professeur Jung ajouté, « le tissu artificiel produit cette fois peut être employé comme plate-forme tôt pour l'efficacité de évaluation des médicaments thérapeutiques et des vaccins contrant les virus respiratoires infectieux - comprenant le virus COVID-19 - comme elle active la production de masse et le contrôle qualité ainsi que la fabrication des modèles patient-personnalisés de la maladie. »

Source:
Journal reference:

Kang, D., et al. (2021) All‐Inkjet‐Printed 3D Alveolar Barrier Model with Physiologically Relevant Microarchitecture. Advanced Science. doi.org/10.1002/advs.202004990.