L’impression 3D peut-elle devenir le nouvel outil du médecin pour réparer les os cassés ?
Un processus développé par des chercheurs australiens est plus simple et moins toxique que les méthodes actuelles de création de matériaux adaptés aux implants humains.
Les chercheurs ont facilité la fabrication de matériaux osseux à usage chirurgical grâce à l’impression 3D avec le développement d’une encre à base de céramique qui comprend des cellules vivantes.
Des scientifiques de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud en Australie ont développé l’encre, composée de phosphate de calcium, qui permet la bio-impression d’un matériau pouvant être utilisé pour réparer le tissu osseux endommagé, juste à l’endroit où l’os doit être réparé, ont-ils déclaré.
Bien que cela en soi ne soit pas complètement nouveau, le processus peut être déployé à température ambiante et sans utiliser de produits chimiques toxiques ou de rayonnement, a déclaré Iman Roohani de l’École de chimie de l’UNSW, qui a dirigé la recherche.
« Il pourrait être utilisé dans des applications cliniques où il existe une forte demande de réparation in situ de défauts osseux tels que ceux causés par un traumatisme, un cancer ou lorsqu’un gros morceau de tissu est réséqué », a-t-il déclaré dans un communiqué de presse.
Sara Romanazzo de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud à Syndey se prépare à imprimer en 3D un morceau d’os à l’aide d’une technique appelée bio-impression omnidirectionnelle en céramique dans des suspensions cellulaires, ou COBICS, développée par des chercheurs là-bas.
Réduire la complexité
Une nouvelle technique développée par des chercheurs appelée bio-impression omnidirectionnelle céramique en suspensions cellulaires (COBICS) facilite le nouveau processus. COBICS permet l’impression de structures osseuses qui deviennent dures en quelques minutes lorsqu’elles sont placées dans l’eau, a déclaré le professeur agrégé Kristopher Kilian, qui a collaboré avec Roohani sur le travail.
Le processus lui-même crée un matériau sec « qui est ensuite amené dans un cadre clinique ou dans un laboratoire, où ils le lavent abondamment puis y ajoutent des cellules vivantes », a-t-il déclaré dans un communiqué de presse.
Il s’agit d’une diversion bienvenue par rapport aux techniques actuelles de création d’os artificiels pour les implants, qui nécessitent un processus de laboratoire complexe utilisant des fours à haute température et des produits chimiques toxiques, a déclaré Kilian.
Le processus fonctionne parce que l’encre a été développée dans une matrice de microgel avec des cellules vivantes, a expliqué Roohani. Cela crée un scénario dans lequel le matériau forme une structure similaire aux éléments constitutifs naturels de l’os humain, a-t-il déclaré.
« L’encre est formulée de manière à ce que la conversion soit rapide, non toxique dans un environnement biologique et ne démarre que lorsque l’encre est exposée aux fluides corporels, offrant ainsi un temps de travail suffisant à l’utilisateur final, par exemple les chirurgiens. « , a déclaré Roohani dans un communiqué de presse.
Applications médicales
Cette combinaison d’encre avec la substance contenant des cellules vivantes permet la fabrication in situ de tissus osseux pour un certain nombre d’applications, notamment l’ingénierie des tissus osseux, la modélisation des maladies, le dépistage des médicaments et la reconstruction in situ des défauts osseux et ostéochondraux, a-t-il déclaré. .
Les chercheurs ont publié un article sur leurs travaux dans la revue Matériaux fonctionnels avancés.
L’équipe signale l’intérêt pour le processus des communautés de fabrication de technologies chirurgicales et médicales, qui peuvent toutes deux bénéficier des nouvelles opportunités qu’elle crée pour le traitement et la réparation du tissu osseux, ont noté les chercheurs.
« Cette avancée ouvre vraiment la voie à de nombreuses opportunités qui, selon nous, pourraient s’avérer transformationnelles – de l’utilisation de l’encre pour créer de l’os en laboratoire pour la modélisation de la maladie, en tant que matériau bioactif pour la restauration dentaire, à la reconstruction osseuse directe chez un patient », Kilian a déclaré dans un communiqué de presse.
L’équipe effectuera ensuite des tests sur des modèles animaux pour voir si les cellules vivantes des constructions osseuses continuent de croître après avoir été implantées dans le tissu osseux existant.
