Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Le bio-printing vise à mettre à disposition des biologistes et des médecins des procédés permettant de déposer des suspensions cellulaires, des solutions aqueuses ou des hydrogels sur des supports biocompatibles, en limitant les différents stress que peuvent subir les cellules par les procédés de fabrication additive pour atteindre une fonctionnalité biologique souhaitée dans les tissus ou organes bio-imprimés. Cet article dresse un état des lieux de ce domaine émergent, essentiellement proche de la preuve de concept. Il s’agit entre autres de décrire cette technologie en prenant en compte les verrous imposés par le vivant ainsi que des moyens pour les lever.
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Bio-printing offers biologists and physicians a technique for depositing cell suspensions, aqueous solutions or hydrogels on biocompatible supports, while limiting the various stresses that living cells are exposed to by the techniques of additive manufacturing, in order to attain a desired biological function in bio-printed tissues or organs. This article describes the current state of this emerging field, which is close to proof of concept. In particular, technological aspects are described, taking into account the constraints imposed by biology, together with some technological solutions.
Auteur(s)
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Emmanuel GUÉDON : DR CNRS - LRGP – UMR7274 CNRS-UL, Nancy, France
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Laurent MALAQUIN : CR CNRS - LAAS – CNRS, Toulouse, France
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Jean-Claude ANDRÉ : DR CNRS - LRGP – UMR7274 CNRS-UL, Nancy, France
INTRODUCTION
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 ;
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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.
Domaine : Bioingénierie
Degré de diffusion de la technologie : émergence
Technologies impliquées : fabrication additive, impression 3D, biologie cellulaire
Domaines d’application : ingénierie tissulaire, médecine régénérative, cosmétologie, recherche fondamentale et essais biologiques
Principaux acteurs français :
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Pôles de compétitivité : Eurobiomed, Cancer Bio Santé, Alsace Biovalley, Atlanpole Biothérapies, Lyonbiopôle, Medicen Paris Région, Xylofutur, Nutrition Santé Longévité
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Centres de compétence : Alpha Nov, CellSpace
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Industriels :
-
Poietis – Impression de modèles de tissus humains – https://www.poietis.com
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Tobeca – Imprimantes sur mesures – http://www.tobeca.fr
-
Microlight – Bioimprimantes – http://www.microlight.fr/
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Autres acteurs dans le monde :
Voir la section « En savoir plus ».
Contact : [email protected]
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
ethics | additive manufacturing | tissues | organs
VERSIONS
- Version courante de sept. 2021 par Jean-Claude ANDRÉ
DOI (Digital Object Identifier)
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Principe du bio-printing1. Cadre général
À propos de la transplantation d’organes, Steiner porte l’attention sur la place de la marchandisation du corps dans le commerce entre les êtres humains. Il fait apparaître le processus complexe de création d’une nouvelle ressource sociale : l’organe transplantable. Dans la majorité des cas, l’organe n’est disponible qu’à la suite du décès de la personne : plus que le don, la mort est l’opérateur grâce auquel les sociétés procèdent à la séparation de la ressource et de la personne. « Les sociétés n’ont pas subi passivement cette redéfinition de la mort. Des formes nouvelles de solidarité sociale sont apparues pour accompagner l’utilisation optimale de la mort, cette manière de faire par laquelle les sociétés contemporaines s’efforcent de lui arracher tout ce qu’il est possible pour soigner les vivants »... Le marché ne permet pas aux riches de s’assurer de ressources médicales transplantables pouvant leur sauver la vie dans les marchés réglementés comme la France. « Tout changerait dès lors que ce phénomène prendrait une dimension internationale, avec la traite de transplantations. Faire appel au dispositif marchand serait la forme « euphémisée » d’un cynisme social à dimension planétaire ». Mais, en utilisant les performances du bio-printing, en utilisant ses propres cellules, ses propres tissus, pour « se » réparer, ce type de détournement n’apparaîtrait plus.
Dans les faits, le bio-printing repose sur la promotion libérale d’une nouvelle conception de la santé et du bien-être, centrée sur des promesses d’innovations commercialisables capables d’agir en profondeur sur des processus biologiques fondamentaux (allant de la réparation, puis de la maintenance jusqu’à l’augmentation humaine). Dans ces conditions, même s’il y a brouillage entre spéculations et possibilités scientifiques (Noury ...
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Cadre général
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - 3D Printing Buzz - Archives for the category bio-printing organs/human tissue cells - (2015) http://textually.org/3DPrinting/cat_printable_ organs.html
-
(2) - AFNOR - NF EN ISO 10993-2010. Évaluation biologique des dispositifs médicaux - (2010).
-
(3) - AFNOR - NF en ISO 14971-2013. Dispositifs médicaux : application à la gestion des risques - (2013).
-
(4) - ANDERS (G.) - L’obsolescence de l’Homme. - Encyclopédie des nuisances, Ivrea Éd., Paris (1956).
-
(5) - ANDRÉ (J.C.), BOUCHY (M.), VIOVY (J.L.), VINCENT (L.M.), VALEUR (B.) - Use of regularization operators together with LAGRANGE multipliers in numerical deconvolution of fluorescence decay curves. - Comp. and Chem., 6, p. 5-13 (1982).
-
(6) - ARCAUTE (K.), MANN (B.K.), WICKER...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Linkedin – Groupe 3D printing https://www.linkedin.com/topic/3d-printing
3Ders http://www.3ders.org/
Fabbaloo http://www.fabbaloo.com/
3D printing Industry https://3dprintingindustry.com/
Shapeways http://www.shapeways.com/blog/
Imaterialise https://i.materialise.com/blog/
Santéblog http://blog.santelog.com/
Ourobotics https://www.weare3dbioprintinghumans.org/
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