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Première impression d’une cornée en 3D
Agnès Lara Univadis Actualités Médicales 13 juin 2018
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Univadis Actualités médicales
10 millions de personnes dans le monde auraient besoin d’une greffe de cornée pour éviter la cécité provoquée par un trachome, mais cette solution reste limitée par le nombre insuffisant de greffons disponibles. La bioingénierie tissulaire apparaît donc comme une option attendue dans ce domaine. Cependant, la structure lamellaire hétérogène et incurvée de la cornée représente un défi complexe. Grâce à sa capacité à déposer des biomatériaux en couches successives respectant une organisation acquise en imagerie, l’impression 3D pourrait produire des greffons adaptés aux dimensions de chaque patient. Des chercheurs de New Castle ont, pour la première fois, montré que cette technique pouvait être utilisée pour recréer une cornée vivante.
Des kératocytes en culture constitutifs d’une encre biologique
Le matériau utilisé pour l’encre biologique devait être suffisamment rigide pour maintenir la forme 3D de la cornée après détachement du support, et de faible viscosité pour pouvoir être distribué par la buse de l’imprimante. Pour cela, les chercheurs ont testé 4 formules utilisant différentes proportions d’alginate de sodium et de collagène de type I méthacrylé, le collagène étant le constituant naturel majoritaire de la cornée.
Des fibroblastes ont été isolés à partir de cornées saines prélevées chez des donneurs de 60 à 80 ans post-mortem, puis multipliés en culture avant induction de leur différenciation en kératocytes. Ces cellules ont ensuite été encapsulées à l’encre biologique pour pouvoir être « imprimées » et leur viabilité vérifiée 1 jour après impression. Celle-ci était encore de 83% sept jours plus tard.
Une impression micrométrique sur un dôme d’hydrogel
La géométrie d’un modèle digital de cornée a été acquise à partir de la carte d’une cornée réelle obtenue par imagerie. Un support plastique en structure inversée a été conçu pour servir de moule à un hydrogel de gélatine qui devait servir de « dôme » de soutien lors de l’impression de façon à reproduire la géométrie convexe de la cornée. De plus, cette structure est connue pour faciliter la migration des cellules et l’alignement du collagène et devrait permettre un remodelage de la matrice cornéenne à terme, inenvisageable avec une structure plane.
L’impression a ensuite été réalisée avec l’« encre biologique » contenant les kératocytes, en déposant des couches successives de façon concentrique et avec une précision micrométrique. La suspension de gélatine devait aussi servir à prévenir la déshydratation de l’encre biologique durant l’impression et contribuer à la viabilité des cellules.
Reste à transformer l’essai en montrant que ce greffon d’un nouveau genre, issu de l’ingénierie tissulaire, peut être toléré après transplantation, qu’un épithélium peut se reconstituer à sa surface et qu’il permet effectivement de retrouver une cornée fonctionnelle.
Agnès Lara Univadis Actualités Médicales 13 juin 2018
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Des kératocytes en culture constitutifs d’une encre biologique
Le matériau utilisé pour l’encre biologique devait être suffisamment rigide pour maintenir la forme 3D de la cornée après détachement du support, et de faible viscosité pour pouvoir être distribué par la buse de l’imprimante. Pour cela, les chercheurs ont testé 4 formules utilisant différentes proportions d’alginate de sodium et de collagène de type I méthacrylé, le collagène étant le constituant naturel majoritaire de la cornée.
Des fibroblastes ont été isolés à partir de cornées saines prélevées chez des donneurs de 60 à 80 ans post-mortem, puis multipliés en culture avant induction de leur différenciation en kératocytes. Ces cellules ont ensuite été encapsulées à l’encre biologique pour pouvoir être « imprimées » et leur viabilité vérifiée 1 jour après impression. Celle-ci était encore de 83% sept jours plus tard.
Une impression micrométrique sur un dôme d’hydrogel
La géométrie d’un modèle digital de cornée a été acquise à partir de la carte d’une cornée réelle obtenue par imagerie. Un support plastique en structure inversée a été conçu pour servir de moule à un hydrogel de gélatine qui devait servir de « dôme » de soutien lors de l’impression de façon à reproduire la géométrie convexe de la cornée. De plus, cette structure est connue pour faciliter la migration des cellules et l’alignement du collagène et devrait permettre un remodelage de la matrice cornéenne à terme, inenvisageable avec une structure plane.
L’impression a ensuite été réalisée avec l’« encre biologique » contenant les kératocytes, en déposant des couches successives de façon concentrique et avec une précision micrométrique. La suspension de gélatine devait aussi servir à prévenir la déshydratation de l’encre biologique durant l’impression et contribuer à la viabilité des cellules.
Reste à transformer l’essai en montrant que ce greffon d’un nouveau genre, issu de l’ingénierie tissulaire, peut être toléré après transplantation, qu’un épithélium peut se reconstituer à sa surface et qu’il permet effectivement de retrouver une cornée fonctionnelle.
