Analyse de stage, la bio-impression

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Une enzyme, une autre projette simultanément un mélange de cellules, de collagène et protéines de plasma sanguin. La réaction de ces éléments permet au sang de coaguler presque instantanément. L’imprimante finit ensuite de déposer une couche de fibroblastes – des cellules qui maintiennent et assouplissent les tissus – et d’autres cellules dermiques. Le tout permet au patient de faire peau neuve !

VERS L’IMPRESSION D’ORGANE

Toute les 30 secondes 1 patient meurt faute d’organe de remplacement. Le nombre de personne ayant besoins d’organe ne cesse d’augmenter=crise sanitaire.

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Répartition des greffes en 2010 (graphique que j’ai fait pour introduire un peu de math)

Des chercheurs ont réussi à imprimer des cellules souches embryonnaires afin de créer des tissus vivants pouvant être transplanté. On modélise une structure par ordinateur, l’imprimante 3D reproduit l’organe à créer. Ceci permettra d’éviter tout rejet. En effet Le temps presse : 61% des patients en attente d’organe attendent un rein, de plus personnes meurent chaque jour d’une insuffisance rénale.

DOCTEUR ATALA

C’est un chercheur en matière de bio-printing.

Luke Massela est né avec un spina bifida. A 10 ans et après une douzaine d’interventions chirurgicales, il a accepté une chirurgie expérimentale : recevoir une vessie régénérée à partir de ses propres cellules. Après la chirurgie, il est devenu un lutteur et a été en mesure d’avoir une vie normale. Cela fait maintenant 10 ans que Luke a subit cette greffe.

FOIE HUMAIN

Des scientifiques sont parvenus à imprimer des répliques vivantes de foie humain. Cette réalisation est une innovation mondiale alors que la première impression 3D de tissu humain date de 2012. Aujourd’hui, l’utilisation d’une bio-imprimante 3D de cellules humaines a concrètement permis de réaliser des « mini-foies » d’un demi-millimètre de profondeur sur quatre millimètres de diamètre.

La bio-imprimante procède à l’assemblage des cellules hépatocytes et des cellules étoilées du foie en y associant des cellules de la paroi des vaisseaux sanguins. Cette association mène à la création d’un tissu qui, alimenté par de l’oxygène et des nutriments, peut vivre jusqu’à cinq jours.

Pour le moment, ces tissus permettent surtout aux scientifiques de connaitre les effets de médicaments ou de certaines maladies sur le foie et servent ainsi de cobayes en laboratoires.

Mais la start-up Organovo, créatrice du système et à l’origine de la première impression de tissus humains au monde, espère pouvoir bientôt créer des foies entiers dédiés à la transplantation. Encore une formidable application de la technologie des impressions 3D.

PAPIER BIOLOGIQUE

On sait déjà aujourd'hui fabriquer des brins d'ARN en deux dimensions. Mais la nouveauté de la technique développée par Glenn Prestwich et Gabor Forgacs, c'est que l'on est maintenant capable d'obtenir des organes en trois dimensions.

"L'encre", à base de cellules souches issues de vaisseaux sanguins ou de valves cardiaques, est projetée sur le "biopapier", constitué d’hydrogel spécial. Plusieurs "feuilles" de cellules sont ensuite empilées les unes sur les autres. Pour un vaisseau sanguin de 2 cm de long par exemple, on imprime un anneau et on empile 2 cm de feuilles. Il faut compter 2 minutes pour imprimer une feuille. Tout le processus réside ensuite dans la capacité des cellules à s'auto-assembler à partir du support. Le papier est un gel composé de gélatine modifiée et d'acide hyaluronique, une substance nutritive riche en sucres dans laquelle baignent les cellules de notre corps. Les cellules utilisent ce gel comme matrice pour se nourrir, et le vaisseau devient solide au bout d'une semaine environ.

Son invention, le bio papier, est l'étape à l'impression d'organes. D'après lui, cette technologie sera effective dans moins de 10 ans. On pourra alors imprimer facilement des foies, des reins, des vaisseaux sanguins, et même des cellules cérébrales.

REIN

On envisage de cultiver des cellules rénales à partir de cellules souches prélevées par biopsie. Puis Une bio-imprimante 3D dépose, couche après couche, ces cellules rénales pour construire une structure de rein biodégradable, le produit fini est incubé. Enfin, une fois la greffe effectué des tissus fonctionnels vont se développer autour de la structure pour fusionner avec elle. Et voici comment créer un rein biocompatible. La France comptait, en 2012, 13 300 patients en attente d’une greffe de rein, selon l’Agence de la biomédecine. Les chercheurs envisagent de générer des reins bio-imprimés « personnalisés ». Chaque patient se verra créer un rein à partir de ses propres cellules. Et ainsi, chacun bénéficiera d’un nouvel organe biocompatible.

SOIT

Pour créer des organes entiers grâce à l’impression 3D, il faudrait être capable de mettre en place un système vasculaire capable d’irriguer l’organe ainsi créé, ce qui n’est actuellement pas à la portée des scientifiques. Toutefois, les biologistes ont réussi à imprimer des vaisseaux sanguins ainsi qu’un réseau vasculaires. L’impression biologique sera avant tout testée sur les animaux. Et l’étape suivante est celle de la reconstitution informatique d’un rein ou du foie.

En effet les organes imprimer jusqu’à ce jour sont soit des moules dépourvue de vaisseaux sanguins ou bien des organes n’ayant pas une longue espérance de vie comme le foie d’organovo qui c’est conserver 5jours.

Selon les experts, un premier véritable organe humain « imprimé » grâce à cette méthode verre le jour vers 2025.

CONCLUSION TPE

L’impression 3D représente donc une véritable révolution médicale. Tout d’abord avec l’imprimante 3D, qui permet une utilisation dans de nombreux domaines et notamment la médecine. En effet, elle peut faciliter l’accès aux soins à tous, avec des prix avantageux, des prothèses sur mesure etc.

Puis la bio-imprimante 3D, qui est le dérivé de l’imprimante 3D, pourrait changer le médecine de demain. Aujourd’hui