How to 3D print human tissue - Taneka Jones

Summary

Il existe actuellement des centaines de milliers de personnes en attente de greffes d'organes vitaux. Cependant, il n'y a pas assez de donneurs. La bioprinting, une branche de la médecine régénérative, offre une solution potentielle en permettant de créer des organes personnalisés à partir de zéro. Bien que nous ne soyons pas encore capables d'imprimer des organes complexes, des tissus simples comme des vaisseaux sanguins et des tubes sont déjà réalisables. Cette technologie pourrait sauver des vies, améliorer la compréhension du fonctionnement des organes et ouvrir la voie à des possibilités futuristes, telles que des organes augmentés ou des tissus avec des composants électroniques intégrés.

Takeaways

• 😀 Il y a des centaines de milliers de personnes sur des listes de transplantation, attendant des organes vitaux comme les reins, les cœurs et les foies.
• 😀 La demande d'organes dépasse largement l'offre, ce qui crée une pénurie critique.
• 😀 La bioprinting, une branche de la médecine régénérative, offre une solution potentielle en créant des organes et tissus sur mesure.
• 😀 Actuellement, la bioprinting est capable de créer des tissus simples, tels que des vaisseaux sanguins et des tubes, mais pas encore des organes complexes.
• 😀 La bioprinting est similaire à l'impression 3D, mais utilise de l'encre biologique contenant des cellules vivantes au lieu de matériaux comme le métal ou le plastique.
• 😀 Les bioencres sont principalement composées de molécules d'hydrogels riches en eau, auxquelles on ajoute des cellules vivantes et des produits chimiques favorisant la communication et la croissance des cellules.
• 😀 Certaines bioencres utilisent une seule cellule, tandis que d'autres mélangent plusieurs types de cellules pour produire des structures plus complexes.
• 😀 Un exemple de bioprinting est l'impression d'un ménisque, une pièce de cartilage dans le genou, en utilisant des cellules appelées chondrocytes.
• 😀 La bioprinting la plus populaire est l'impression par extrusion, où l'encre biologique est poussée à travers une buse pour créer des filaments fins.
• 😀 Bien que des structures simples aient été imprimées avec succès, des défis majeurs subsistent, notamment la fourniture d'oxygène et de nutriments aux cellules dans un organe à grande échelle.
• 😀 La bioprinting ouvre un potentiel immense, non seulement pour sauver des vies, mais aussi pour créer des organes aux fonctionnalités innovantes, comme la peau incassable ou des organes augmentés.

Q & A

Qu'est-ce que la bioprinting et comment fonctionne-t-elle ?

La bioprinting est une branche de la médecine régénérative qui utilise une technique similaire à l'impression 3D pour créer des tissus et des organes en utilisant de l'encre biologique contenant des cellules vivantes. Ces encres sont principalement composées de molécules d'hydrogel, qui sont riches en eau, et peuvent inclure des cellules vivantes et divers produits chimiques favorisant la communication et la croissance des cellules.

Quelles sortes de tissus peuvent être imprimés par bioprinting actuellement ?

Actuellement, la bioprinting permet d'imprimer des tissus relativement simples, comme des vaisseaux sanguins, des tubes, et des structures comme des ménisques, des cartilages, et des tissus cutanés. Des versions miniatures semi-fonctionnelles d'organes tels que les reins, le foie et le cœur ont également été créées.

Pourquoi la bioprinting pourrait-elle être la solution aux pénuries d'organes ?

La bioprinting pourrait répondre aux pénuries d'organes en permettant de créer des organes et des tissus personnalisés à la demande, réduisant ainsi le besoin d'attendre des dons d'organes. Cela pourrait potentiellement sauver des vies en offrant des solutions aux patients dont les organes sont endommagés ou défaillants.

Quelles sont les principales difficultés auxquelles les chercheurs sont confrontés en bioprinting ?

Les principales difficultés incluent la complexité de la reproduction de l'environnement biochimique d'un organe majeur, la destruction possible des cellules lors de l'impression, et la difficulté d'approvisionner les cellules en oxygène et en nutriments, surtout dans les organes de grande taille. La création de vaisseaux sanguins dans les tissus imprimés est un défi majeur.

Quelle technique d'impression est la plus couramment utilisée en bioprinting ?

La technique la plus couramment utilisée est l'impression par extrusion, où l'encre biologique est chargée dans une chambre d'impression et poussée à travers une buse ronde pour créer un filament continu. Ce filament est déposé couche par couche pour former la structure souhaitée.

Quels types de cellules peuvent être utilisés pour créer des tissus bioprintés ?

Les cellules utilisées peuvent provenir de donneurs, dont les lignées cellulaires sont reproduites en laboratoire, ou des cellules issues des tissus du patient, ce qui permet de créer des tissus personnalisés, moins susceptibles d'être rejetés par le corps du patient.

Pourquoi l'ajout de vaisseaux sanguins est crucial dans la bioprinting des organes ?

L'ajout de vaisseaux sanguins est essentiel car ils permettent d'approvisionner les cellules en oxygène et en nutriments, éléments nécessaires à leur survie et à leur bon fonctionnement. Sans vaisseaux sanguins, il serait difficile de maintenir la viabilité de l'organe imprimé à grande échelle.

Quels sont les avantages potentiels de l'impression de tissus avec des composants électroniques ?

L'impression de tissus avec des composants électroniques pourrait révolutionner des domaines comme la médecine, en permettant la création de tissus intelligents capables de surveiller des fonctions corporelles, de détecter des maladies ou même de réagir à des stimuli externes, comme des électrodes intégrées à des tissus nerveux.

Quels types d'organes ont été créés avec succès en utilisant la bioprinting jusqu'à présent ?

Jusqu'à présent, des structures comme des vessies imprimées ont été implantées avec succès, et des tissus comme la peau, le cartilage et les tissus pulmonaires ont été créés. Des versions semi-fonctionnelles des reins, du foie et du cœur ont également été imprimées à petite échelle.

Comment la bioprinting pourrait-elle prolonger la vie humaine à l'avenir ?

La bioprinting pourrait prolonger la vie humaine en permettant de remplacer des organes vieillissants ou défaillants par des versions imprimées, peut-être même en améliorant les organes actuels pour dépasser les capacités humaines normales, comme par exemple des organes plus résistants aux blessures ou des tissus capables de résister à des conditions extrêmes.