L’un des défis majeurs de la bio-impression 3D est l’utilisation de matériaux appropriés pour permettre l’impression 3D de cellules vivantes, appelés « bioinks ».
Les matériaux les plus couramment utilisés pour la bio-impression 3D sont encore dérivés de sources animales, comme la gélatine ou le collagène, d’où l’énorme besoin de solutions de remplacement sans animaux. Ces alternatives permettront de remplacer les tests sur les animaux, mais aussi de ressembler davantage aux processus et aux conditions qui règnent dans les tissus humains. À cet égard, les polymères synthétiques ont également été étudiés et, même si plusieurs de ces matériaux peuvent être utilisés sans danger dans le corps humain, ces options synthétiques sont une simplification excessive de la situation naturelle complexe in vivo et ne comblent pas complètement le fossé entre les tests in vitro actuels et les modèles animaux.
Le projet HU3DINKS (Human bioinks for 3D printing) vise à surmonter ces limites en développant des bioinks à base de tissus humains très performants, adaptés à différentes technologies de bio-impression 3D, notamment l’impression par extrusion et l’impression laser à haute résolution. Bien qu’il existe déjà sur le marché des matériaux commerciaux dérivés de tissus humains, leur bioactivité et leurs performances d’impression restent médiocres. Le consortium HU3DINKS vise donc à convertir les matériaux dérivés de tissus humains disponibles dans le commerce en bioinks, qui peuvent être imprimés de manière simple.
Les applications futures de la biofabrication comprennent la régénération des tissus humains et l' »impression d’organes« . « Si de nombreux obstacles doivent encore être surmontés pour que ces applications deviennent une réalité clinique, la technologie de la bio-impression offre déjà des solutions dans le domaine de l’expérimentation sans animaux. Dans ce domaine, les « encres 3D humaines » peuvent faire une énorme différence et rendre la bio-impression réellement exempte d’animaux », déclare Jasper Van Hoorick, CEO de BIO INX.
Ainsi, les médicaments ou les cosmétiques peuvent être testés sur des modèles de tissus humains imprimés en 3D, qui imitent mieux les tissus natifs en 3D que les techniques conventionnelles de culture cellulaire en 2D. Cette approche est conforme au principe des 3R*, qui consiste à réduire, remplacer et perfectionner les animaux utilisés à des fins scientifiques.
Pour atteindre cet objectif, la bio-impression à haute résolution basée sur la polymérisation à 2 photons (2PP) peut être cruciale pour faire passer le domaine à la vitesse supérieure, car c’est la seule technologie permettant l’impression à une résolution subcellulaire, rendant ainsi possible l’imitation de l’architecture microcellulaire compliquée. C’est également l’une des seules technologies permettant l’impression directe dans des puces microfluidiques afin de permettre un dépistage direct des médicaments.
Membres du consortium
Le projet a été financé dans le cadre de l’initiative IraSME (International Research Activities by Small and Medium-sized Enterprises), qui vise à stimuler les collaborations transfrontalières entre les pays membres. Le consortium HU3DINKS réunit des partenaires disposant d’une expertise complémentaire unique en Belgique (financé par VLAIO) et en Autriche (financé par FFG).
THT Biomaterials (Vienne, Autriche) apportera son expertise unique en matière de matériaux dérivés du placenta humain. BIO INX (Gand, Belgique) est expert dans le domaine du développement d’encres biologiques pour de multiples technologies d’impression et est chargé de transformer les matériaux dérivés du placenta humain de THT Biomaterials en formulations imprimables prêtes à l’emploi pour différentes technologies d’impression. Le projet est également soutenu par Morphomed (Vienne, Autriche) et sa technologie de soie de qualité médicale, ainsi que par UpNano (Vienne, Autriche), spécialiste du développement de technologies d’impression 3D biologique à haute résolution 2PP (bio). En outre, l’Institut Ludwig Boltzmann de traumatologie (le centre de recherche en coopération avec l’AUVA) sera responsable de la validation biologique des bioinks nouvellement développés.
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