La technologie d’impression 3D a évolué à pas de géant ces dernières années, étant très utile dans de nombreux secteurs, comme la construction, permettant de construire des maisons en seulement 26 heures, ou en médecine. Dans ce dernier cas, en Espagne, cette technique a été utilisée pour des interventions chirurgicales plus sûres et, même au Royaume-Uni, elle a été utilisée pour créer un œil prothétique. Aujourd’hui, les chercheurs sont allés plus loin et ont développé une invention qui élimine les cicatrices, ainsi que qui imprime une peau vivante en 3D qui guérit les blessures sans laisser de trace.
Un groupe de chercheurs de la Pennsylvania State University (connue sous le nom de Penn State en anglais), aux États-Unis, est parvenu à imprimer en 3D de la peau vivante sur toute l’épaisseur des plaies pour les cicatriser sans laisser de cicatrices. et avec le potentiel de croissance des cheveux dans ces zones. Une invention qu’ils ont testée lors d’une intervention chirurgicale sur des rats, corrigeant immédiatement un déficit cutané important sur la tête de ces animaux ; et cela pourrait avoir des implications dans la chirurgie reconstructive du visage et dans les traitements pour la croissance des cheveux humains.
Malgré les progrès de la chirurgie plastique et reconstructive, réparer la perte de peau sur toute l’épaisseur de la tête et du visage à l’aide de greffes de peau est actuellement un défi. Ceux-ci peuvent se retourner contre vous, laisser des cicatrices et provoquer une perte de cheveux permanente. « Avec ce travail, nous avons montré que la peau bio-imprimée sur toute l’épaisseur peut faire pousser des poils chez le rat. C’est un pas de plus vers la reconstruction esthétique et naturelle de la tête et du visage chez l’homme », explique Ibrahim T. Ozbolat, auteur de l’étude publiée dans la revue Bioactive Materials, dans un communiqué.
Ne laisse pas de cicatrices
La peau est le plus grand organe du corps humain, qui est en constante évolution et l’une de ses principales fonctions est de protéger le corps contre les facteurs externes tels que les bactéries, les produits chimiques et la température. Il est principalement composé de trois couches: l’épiderme le plus externe (la peau visible), le derme moyen et la couche la plus profonde, l’hypoderme. Cette dernière est composée de tissu conjonctif et de graisse, et apporte structure et support protecteur au crâne.
Tandis que les racines des follicules pileux – la structure complexe en forme de sac où naissent les cheveux – s’étendent jusqu’à l’hypoderme, où les cheveux commencent à pousser. » L’hypoderme participe directement au processus par lequel les cellules souches grossissent. Ce processus Il est essentiel à plusieurs processus vitaux, notamment la cicatrisation des plaies.. Il intervient également dans le cycle du follicule pileux, notamment en facilitant la croissance des cheveux », explique Ozbolat.
C’est l’invention qui imprime de la peau vivante en 3D pour refermer les plaies
Ainsi, le tissu adipeux, communément appelé graisse corporelle, est la clé de l’impression 3D de couches de peau vivante, selon le groupe de chercheurs ; qui viennent de profiter des cellules adipeuses et des structures de soutien des tissus humains obtenus cliniquement pour cicatriser avec précision les blessures des rats. L’impression 3D de peau n’est pas vraiment nouvelle, cependant, Ozbolat et son équipe sont les premiers à imprimer lors d’une intervention chirurgicale un système vivant complet de plusieurs couches de peau, y compris l’hypoderme.
Une méthode qui peut être utilisée pour réparer la peau endommagée plus immédiatement, parfaitement et sans laisser de cicatrices, selon les chercheurs. Ozbolat et son équipe avaient déjà utilisé deux bio-encres différentes pour imprimer simultanément en 3D des tissus durs et mous afin de réparer les trous dans le crâne et la peau des rongeurs. Aujourd’hui, ils sont allés encore plus loin. Ils ont commencé avec du tissu adipeux obtenu auprès de patients subissant une intervention chirurgicale et ont extrait le réseau de molécules et de protéines – la matrice extracellulaire – qui fournit la structure et la stabilité au tissu pour en faire un composant du bioink.
Schéma du processus d’impression 3D de peau vivante. Kang et al Omicrono
L’autre composant du bioink est constitué de cellules souches extraites du tissu adipeux, qui peuvent se développer en différents types de cellules si elles disposent d’un environnement approprié. Le troisième ingrédient est une solution coagulante contenant du fibrinogène, qui aide les autres composants à se lier au site de la blessure. Tous ont été chargés dans des compartiments séparés de la bio-imprimante et ceux-ci permettent aux chercheurs de « co-imprimer le mélange de matrice et de fibrinogène avec les cellules souches avec un contrôle précis ».
« Nous imprimons directement sur le site de la blessure dans le but de former l’hypodermequi favorise la cicatrisation des plaies, la génération de follicules pileux, la régulation de la température et bien plus encore », explique Ozbolat. Au cours de leurs recherches, et dans le but d’identifier le mélange parfait pour le bioink, le groupe de scientifiques a expérimenté trois formules contenant différentes quantités de matrice extracellulaire.
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Ils ont mené les études chez le rat et ont découvert que « la co-administration de la matrice et des cellules souches était cruciale pour la formation de l’hypoderme ». Bien que l’auteur de l’étude souligne que « cela ne fonctionne pas efficacement uniquement avec les cellules ou la matrice », mais « il faut que cela le soit en même temps ». Après bio-impression des couches de l’hypoderme et du derme, l’épiderme externe s’est formé tout seul, laissant cicatrisation quasi complète de la plaie en deux semaines et sans laisser de traces.
Les cheveux poussent aussi
Au cours de leurs tests, les chercheurs de l’Université d’État de Pennsylvanie ont également découvert que l’hypoderme contenait des cellules descendantes, c’est-à-dire la phase initiale de la formation précoce du follicule pileux. Selon Ozbolat et son équipe de scientifiques, bien que les cellules souches issues des graisses participent à la régulation et au maintien de ces dernières, stimuler la croissance des cheveux.
Des mèches de cheveux humains au microscope. iStockOmicrono
« Dans nos expériences, les cellules adipeuses pourraient avoir modifié la matrice extracellulaire pour favoriser la formation de follicules pileux. Nous travaillons pour avancer dans ce senspour faire mûrir les follicules pileux avec une densité, une directionnalité et une croissance contrôlées », rapporte Ozbolat. Selon l’auteur de l’étude, la capacité de faire pousser avec précision les cheveux dans les zones traumatisées ou malades peut améliorer « l’apparence » des chirurgies reconstructives pour leur donner l’apparence plus naturelle.
Quelque chose qui aurait également un impact positif sur le bien-être mental des patients. De l’avis de l’auteur de cet ouvrage, ses recherches offrent une « voie à suivre pleine d’espoir » ; surtout s’il est combiné avec d’autres projets de son laboratoire liés à l’impression 3D d’os et à l’étude de la manière de faire correspondre la pigmentation des différentes carnations. « Nous pensons que cela pourrait s’appliquer au dermatologie, greffes de cheveux et chirurgie plastique et reconstructive », conclut Ozbolat.