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Traiter des plaies avec une imprimante 3D

Une vue rapprochée d'une tête de bio-impression de la peau
Une vue rapprochée d'une tête de bio-impression de la peau Photo: Wake Forest Institute for Regenerative Medicine
Renaud Manuguerra-Gagné

Une imprimante 3D capable d'appliquer des cellules de peau à même la surface du corps a été testée avec succès sur des souris et des porcs. Elle pourrait maintenant être utilisée sur des humains souffrant de plaies chroniques.

Reconstruire la peau humaine directement à la surface d’une lésion : l’image a plusieurs fois été utilisée dans différents films de science-fiction, mais pourrait bientôt rejoindre les rangs des technologies réelles grâce aux efforts de chercheurs américains à l’Institut de médecine régénératrice de Wake Forest, en Caroline du Nord.

Leur méthode nécessite l'utilisation d'une imprimante 3D, un appareil utilisé en recherche médicale depuis plusieurs années.

Initialement envisagée pour la production sur mesure de certains implants en plastique, l’impression 3D a depuis commencé à être utilisée pour créer des structures organiques dans lesquelles des cellules vivantes s’installent et prolifèrent.

En combinant certaines de ces « encres biologiques » avec des cellules du patient, les chercheurs croient qu’il serait possible de reconstruire la peau endommagée directement sur la blessure (Nouvelle fenêtre).

Quand la peau ne se répare plus

Lorsque notre peau est endommagée, les cellules qui forment les couches inférieures de notre épiderme migrent vers la lésion et se multiplient activement afin de refermer la plaie avec de la nouvelle peau.

Toutefois, certaines blessures traversent plusieurs couches de la peau, détruisant ainsi les cellules nécessaires à leur guérison.

Lorsque la cicatrisation ne se réalise pas dans un délai de quelques semaines, on dit que ces plaies sont chroniques. En dehors de certaines brûlures, on en trouve surtout chez des personnes diabétiques, des personnes ayant des ulcères ou chez des personnes longtemps hospitalisées et immobilisées.

En temps normal, il est possible de traiter ces lésions en effectuant des greffes de peau, mais lorsque ces plaies surviennent chez des gens âgés, il est parfois difficile de prélever de la peau sur le patient. Dans certains cas, il peut aussi être difficile de préparer la greffe de façon à couvrir adéquatement la lésion.

Un pansement personnalisé

L’idée d’utiliser l’impression 3D pour créer de la peau n’est pas nouvelle, mais les travaux réalisés dans cette étude diffèrent des méthodes précédentes par leur précision.

Dans tous les cas, l’impression de la peau doit commencer avec la récupération par biopsie des deux principaux types de cellules responsables de sa structure. Les premières sont les kératinocytes, ces cellules qu’on retrouve à la surface de la peau et qui produisent l’épiderme.

Les autres sont les fibroblastes, qui se trouvent dans plusieurs régions du corps et qui sont parmi les premières à arriver dans une région endommagée pour amorcer le processus de guérison. Elles produisent entre autres des matrices de collagène qui servent d’échafaudage à nos tissus.

Après avoir laissé se multiplier ces cellules en laboratoire, les chercheurs les combinent à différents hydrogels, qui serviront d’encre pour l’imprimante 3D.

Par la suite, les chercheurs analysent la topographie de la plaie grâce au système d’imagerie intégré à leur appareil. En utilisant cette information, l’imprimante saura où déposer chaque type cellulaire : les fibroblastes dans les régions plus profondes et les kératinocytes dans les couches supérieures.

Ils ont d’abord testé leur appareil sur des souris sans poils, puis sur des porcs. Dans les deux cas, la formation d’un épiderme neuf a été observée en deux semaines. Malgré cette rapidité, il faudra quand même de quatre à six semaines pour que la blessure se referme complètement.

Pour l’équipe, la prochaine étape est maintenant de tester l’appareil sur des humains.

Selon ces chercheurs, leur technologie pourrait éventuellement éliminer le besoin de greffes cutanées douloureuses pour les patients qui souffrent déjà de plaies ou de brûlures importantes.

Recherche médicale

Science