Un tissu cardiaque imprimé en 3D, créé par l'adaptation d'un bras robotisé, bat pendant six mois

Des chercheurs de l'Académie chinoise des sciences ont réussi à surmonter les obstacles que présentent les méthodes traditionnelles d'impression en 3D avant de créer un faux tissu cardiaque en adaptant un bras robotisé pour effectuer la bio-impression. Non seulement la nouvelle méthode d'impression en 3D a permis de fabriquer un organoïde vasculaire viable, mais le faux tissu cardiaque a continué à battre pendant six mois après avoir été imprimé. Intitulé "A multi-axis robot-based bioprinting system supporting natural cell function preservation and cardiac tissue fabrication", l'article énumère plusieurs avantages de cette méthode dans son résumé

Malgré les récentes avancées dans le domaine de l'ingénierie des tissus et des organes artificiels, la génération d'organes complexes viables et fonctionnels de grande taille reste un grand défi pour la médecine régénérative. La bio-impression tridimensionnelle a démontré ses avantages comme l'une des principales méthodes de fabrication de tissus simples, mais elle est toujours confrontée à des difficultés pour générer des vascularisations et préserver les fonctions cellulaires dans la production d'organes complexes. Ici, nous avons surmonté les limites des systèmes de bio-impression conventionnels en convertissant un bras robotique à six degrés de liberté en une bio-imprimante, ce qui permet d'imprimer des cellules sur des échafaudages vasculaires 3D de forme complexe dans toutes les directions. Nous avons également développé une méthode d'impression cellulaire à base de bain d'huile afin de mieux préserver les fonctions naturelles des cellules après l'impression. Associé à un bioréacteur conçu par nos soins et à une stratégie d'impression et de culture répétée, notre système de bio-impression est capable de générer des tissus cardiaques vascularisés, contractibles et survivants à long terme. Cette stratégie de bio-impression imite le processus de développement des organes in vivo et constitue une solution prometteuse pour la fabrication in vitro d'organes complexes

Les méthodes typiques d'impression tridimensionnelle en couches ne conviennent pas à la création de réseaux vasculaires complexes, car l'empilement endommage souvent les cellules, tandis que les biomatériaux qui les collent ensemble empêchent leur fonctionnement en tant que tissu organique. C'est pourquoi les chercheurs ont programmé un bras robotique doté de six articulations rotatives pour injecter des cellules peu endommagées sur un échafaudage de tous les côtés, créant ainsi de faux vaisseaux sanguins jusqu'aux capillaires nouvellement formés. De plus, en utilisant deux de ces bras robotisés pour déposer simultanément différents types de cellules, comme des cardiomyocytes, sur l'échafaudage, ils ont réussi à bio-imprimer "destissus cardiaques vascularisés et contractables, qui sont restés vivants et ont battu pendant plus de six mois"

En appliquant cette stratégie d'impression et de différenciation, nous avons fabriqué un morceau de tissu cardiaque vascularisé (2 cm de longueur, 200-500 μm d'épaisseur et ∼1,256 cm2 de surface totale) sur l'échafaudage tubulaire, qui a maintenu sa contraction pendant au moins 6 mois. Nous avons effectué des analyses histologiques du tissu cardiaque au 30e jour et au 180e jour de DP, et n'avons constaté aucun dommage tissulaire notable aux deux points de temps. De plus, les cardiomyocytes étaient striés avec des lignes Z bien organisées, ce qui suggère que le tissu cardiaque fabriqué a développé et conservé des structures myofibrillaires intactes, qui constituent la base physiologique de la contraction cardiaque

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