PARTIE 1 : La bio imprimante est composée de deux bacs, l`un

PARTIE 1 :
La bio imprimante est composée de deux bacs, l’un contient des cellules souches et l’autre du gel,
ces deux liquides formeront alors une encre biologique. On peut ainsi imprimer une fine pate
contenant des cellules. Après quelques cycles cellulaires, les cellules qui se sont multipliées, se
rejoignent pour former un morceau de tissu.
On pratique cette manipulation dans un endroit stérile.
La bio imprimante fonctionne comme une imprimante basique, grâce à de l’encre, celle-ci est
extraite de cellules souches prélevées sur des tissus adipeux ou de la moelle osseuse du sujet en
question. On les laisses se reproduire car il en faut des millions pour créer seulement un
millimètre de tissu. Grâce à un bras mécanique mobile dans l’espace, on dépose le mélange sous
forme de gouttelettes.
Les cellules sont assemblées en différentes couches, elles vont ensuite grandir et interagir de
manière à former un tissu musculaire fonctionnel, vivant, et semblable à celui du corps humain.
L’impression se limite pour l’instant aux muscles cardiaques, poumons et vaisseaux sanguins.
(Montré une observation d’un tissus imprimé et d’un tissus d’origine)
A) Robot hand
Robothand est une prothèse mécanique de la main, imprimé grâce à une imprimante 3D.
Elle a était crée par Richard Van As, suite à un accident après lequel il a perdu deux doigts. C’est donc
en 2011 qu’il se lance dans ce projet. Il rentre en collaboration avec Ivan Owen pour la conception de
la prothèse. Grâce au don d’une imprimante 3d par MakerBot entreprise, ils ont pu se lancer dans la
création d’un prototype. Le but premiers du projet était de réaliser une prothèse fonctionnelle et à
moindre coût. L’imprimante joue un rôle majeur dans la production peu couteuse, puisque
l’impression des pièces (quel pièce de la prothèse sont imprimé en 3d ? + photos !)Coûte seulement
2.50 $. En ajoutant le prix des pièces extérieur, ils obtiennent une prothèse qui vaut environ 150$,
contre 10000$ pour une prothèse basique ( photo robothand + prot classique : marquer les
différences) Le pari est donc réussi ! Suite à ce succès, M.Van As via internet entre en contact avec
des parents d’enfants atteint du syndrome des brides amniotiques, afin de tester à une plus grande
échelle les biens fait de la prothèse. Cette prothèse possède plusieurs avantages :
B) Oreille
L’oreille imprimé en 3D dit bionique, est appelé ainsi car, une fois fonctionnelle, elle permet
d’entendre des ultras sons qu’une oreille humaine n’entend pas.
Le principal problème rencontré lors de la création de cette oreille, est celui de l’introduction
de cellules synthétiques permettant de se développer et former différents tissus.
Il faut savoir que tous les organes de notre corps sont formés à partir de différents tissus,
ceux-ci n’ont pas tous la même composition en fonction de leur rôle dans l’organisme.
(besoin d’être étirable, résistant, lisse, rugueux etc..)
C’est Martin Evans, Matthew Kaufman et Gail Martin qui sont à l’origine cette cellule, on
l’appelle cellule souche embryonnaire.
C’est à partir de cette découverte que les chercheurs ont réussis à créer des tissus humains
transplantables sur des patients pour des greffes de peau suite à des brûlures par exemple.
L’imprimante 3d est composée de deux bacs, un recueillant des cellules souches et un autre
du gel, celui-ci est fait de lipides et de mélanges aqueux. Le mélange des deux milieux forme
une encre spécifique à la bio impression.
Pour en revenir à l’oreille que l’on cherche à créer, on commence par scanner l’oreille d’un
patient pour récupérer les images en 3D sur un ordinateur.
Un cartilage est imprimé à base d’une protéine se présentant sous forme de fibres résistants, le
collagène.
Ensuite, comme sur une imprimante classique, on lance l’impression grâce au programme créer
précédemment sur informatique.
La seconde partie de l’impression intervient, celle de la création du tissus.
L’encre est déposée goute à goutes à l’aide d’une très fine aiguille sur le cartilage. Les cellules sont
laissées en cultures et au bout de 48 heures, elles commencent déjà à se multiplier finissant enfin par
se rejoindre et former un seul et même tissus.
On greffe l’oreille une fois terminé, ainsi, le patient obtient une oreille fonctionnelle et esthétique.
C) Vaisseaux sanguins
A l’heure d’aujourd’hui, les chercheurs arrivent déjà à créé des vaisseaux sanguins qui
peuvent recouvrir qu’une très petite surface de tissu, sachant qu’ils nécessitent des millions
de cellules souches à prélevés pour leurs création.
Une nouvelle méthode de création des vaisseaux sanguins a donc était développée à partir de sucre
par des chercheurs de l’université de Pennsylvanie et du MIT. Pour cela, ils ont commencé par
imprimer en 3D un réseau de filaments de sucres (représentant alors le réseau vénal souhaité). Le
sucre est ensuite enrobé d’une substance moléculaire synthétisé à partir du mais et d’un gel à base
de tissus cellulaire. Suite à cette étape, il faut attendre la solidification de la préparation. Afin de
dissoudre le sucre à l’intérieur de l’enrobage et laisser place à un fin tuyau (alias future veine), les
chercheurs rincent la préparation à l’eau. L’enrobage de tissus cellulaire est donc vide et peut donc
accueillir le sang.
Cette méthode est peut être une alternative à l’impression complète en 3d de vaisseaux sanguins,
pour permettre de recouvrir une plus grande surface. Puisque le principal problème actuel à la
création d’organe est la difficulté à produire des vaisseaux sanguins sur une surface suffisamment
grande.
Pour l’instant, les chercheurs se limitent donc à la création de vaisseaux sanguins qui permettraient
la création et l’irrigation de tissus plus grands voir des réseaux sanguins puis des organes
II –
A) La création d’organes vitaux
L’impression biologique en 3d fournis de grands espoirs en médecine, car les cellules qui
composent l’encre étant directement prélevés sur le patient, le risque de rejet sera nul.
De plus cette technologie pourrait, à terme, répondre à la pénurie d’organes.
Quel est l’objectif de l’impression 3D du vivant ?
« La fabrication de tissus humains a de nombreuses applications cliniques, notamment dans le
domaine des greffes. L’idée, à terme, est de créer des tissus à partir des propres cellules du patient
pour le soigner. Les pistes les plus prometteuses concernent les greffes de peau, de cornée ou de
cartilage. Des essais cliniques ont été lancés au Japon pour la fabrication de cartilage pour lutter
contre l’arthrose. »
Est-il envisageable de « fabriquer » un organe entier comme un rein ou un foie ?
« Cela me semble naïf. Nous sommes encore très loin de la possibilité de fabriquer un cœur, un foie
ou un rein. Ces organes sont trop complexes pour être créés de toutes pièces, notamment avec les
technologies disponibles. Par ailleurs, chacune de ces structures occupe plusieurs fonctions dans le
corps humain. Serions-nous capables de reproduire un organe les remplissant toutes ? On ne sait pas
encore comment se forment ces organes tout au long de leur développement. »
Quelle éthique encadre la reproduction du vivant ?
« La loi de bioéthique ne prévoit rien de spécifique à la bio impression. Par contre, nos recherches
s’inscrivent dans le cadre de la réglementation entourant les recherches sur les cellules souches.
Par exemple, au laboratoire, nous n’avons pas le droit de travailler avec des cellules souches
embryonnaires.
Ensuite, pour les applications cliniques, c’est l’Établissement français du sang qui réalise les
thérapies cellulaires. À l’avenir, d’autres problèmes éthiques se poseront peut-être avec
l’amélioration des propriétés techniques. Mais nous en sommes encore loin. »