Bio-printing - État des lieux et perspectives

Le bio-printing appartient à l’ingénierie du vivant, qui intègre les sciences physiques, chimiques, mathématiques, ainsi que les principes et les connaissances en biologie et en médecine : il vise la fabrication d’organes ou de tissus vivants. Relativement aux techniques de fabrication additive classiques, l’impression d’éléments biologiques ajoute un niveau de complexité important aux procédés car il est nécessaire de structurer « intelligemment » des matériaux vivants ou non, mimant la matrice extracellulaire et de contrôler les distributions spatiales de différents types de cellules ou de biomolécules pouvant jouer un rôle sur la différenciation cellulaire, leur croissance ou leur mort. Dans les faits, la fabrication d’un tissu biologique par bio-printing s’effectue de la manière suivante :

• une première étape consiste à conceptualiser par ordinateur l’architecture du tissu biologique puis à programmer les paramètres d’impression des « encres » contenant des cellules. Il convient généralement de prévoir un support (scaffold  ) sur lequel les cellules vont adhérer et se développer. De même, les processus de transfert nutritionnel doivent être anticipés pour permettre un développement effectif des cellules ;

• les « tissus biologiques » sont ensuite imprimés couche-par-couche à l’aide d’automates qui reproduisent les motifs conçus par ordinateur en déposant par exemple des microgouttelettes d’encres biologiques ;

• la dernière étape repose sur la maturation du tissu imprimé en bioréacteur. Cette étape permet aux cellules de s’auto-organiser jusqu’à faire émerger des fonctions biologiques spécifiques.

L’objet de l’article est de présenter les potentialités de cette technologie émergente avec ses verrous scientifiques et techniques.