Une imprimante 3D est utilisée pour extruder l’encre biologique (magenta) dans un réceptacle simulant une cavité osseuse
Actuellement, si un patient manque d’une partie d’os en raison d’un accident ou d’une maladie, il doit être remplacé par un os prélevé ailleurs dans son corps. Cependant, un nouveau gel contenant des cellules pourrait un jour être imprimé en 3D directement dans la blessure, où il durcirait.
Tout d’abord, il existe déjà une variété de matériaux expérimentaux qui peuvent être placés dans une cavité où l’os est manquant. Ils servent de sorte d’échafaudage micro-structuré tridimensionnel, dans lequel les cellules du tissu osseux adjacent migrent progressivement. Ces cellules procèdent à la reproduction, jusqu’à ce qu’elles remplacent finalement le matériau par de l’os réel.
En cherchant une alternative plus rapide, les scientifiques de l’université australienne de Nouvelle-Galles du Sud-Sydney ont créé un gel « bio-ink » à base de phosphate de calcium qui contient déjà les propres cellules osseuses vivantes du patient.
Dans une technique connue sous le nom de bio-impression céramique omnidirectionnelle en suspension cellulaire (COBICS), ce gel non toxique est imprimé en 3D directement dans le déficit osseux du patient. Il durcit – dans les minutes qui suivent l’exposition aux fluides corporels – et se transforme en un matériau osseux constitué de nanocristaux minéraux d’os qui s’emboîtent mécaniquement.
Les cellules de ce matériau désormais solide peuvent alors se reproduire, pour finalement le remplacer par de l’os vivant naturel. Des tests sur les animaux sont actuellement en cours de planification, pour voir si cela se produit effectivement.
Et s’il existe d’autres matériaux expérimentaux de remplacement osseux qui peuvent être « préensemencés » avec des cellules, les implants qui en sont faits doivent généralement être produits au préalable en utilisant des produits chimiques toxiques et des fours à haute température. En revanche, le gel COBICS pourrait simplement être extrudé directement dans l’os.
« J’imagine un jour où un patient ayant besoin d’une greffe osseuse peut entrer dans une clinique où la structure anatomique de son os est imagée, traduite sur une imprimante 3D et directement imprimée dans la cavité avec ses propres cellules », explique le professeur associé Kristopher Kilian, qui dirige l’étude avec le Dr Iman Roohani. « Cela a le potentiel de changer radicalement la pratique actuelle, de réduire la souffrance des patients et, en fin de compte, de sauver des vies ».
