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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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Lire l’articleAuteur(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 :
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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 ;
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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 :
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Poietis – Impression de modèles de tissus humains – https://www.poietis.com
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Tobeca – Imprimantes sur mesures – http://www.tobeca.fr
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Microlight – Bioimprimantes – http://www.microlight.fr/
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Autres acteurs dans le monde :
Voir la section « En savoir plus ».
Contact : [email protected]
MOTS-CLÉS
VERSIONS
- Version courante de sept. 2021 par Jean-Claude ANDRÉ
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7. Approche réglementaire
Dans le domaine biomédical, les technologies de bio-printing « historique » sont de plus en plus utilisées, par exemple pour l’impression de plaques d’ostéosynthèse, de prothèses sur mesure, de guides de coupe adaptés au patient, de modèles anatomiques permettant de planifier les interventions ou de préformer des plaques dans le but de gagner en précision et en temps lors de l’acte opératoire. Cet engouement, indépendamment de l’impression d’organes, s’est récemment renforcé avec l’apparition sur le marché d’imprimantes grand public très accessibles (financièrement et technologiquement). Cela explique que de plus en plus de services hospitaliers s’équipent de telles machines. Les modèles obtenus grâce à ces imprimantes sont, pour certains d’entre eux, des dispositifs médicaux (DM). L’Union européenne (UE ) se propose de revoir la procédure d’agrément des DM pour une application en 2017.
Selon Montmartin et al. , est considéré comme un dispositif médical DM : «...tout instrument, appareil, équipement, logiciel, matière ou autre article, utilisé seul ou en association... destiné par le fabricant à être utilisé chez l’homme à des fins :
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de diagnostic, de prévention, de contrôle, de traitement ou d’atténuation d’une maladie ;
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de diagnostic, de contrôle, de traitement, d’atténuation ou de compensation d’une blessure ou d’un handicap ;
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d’étude ou de remplacement ou modification de l’anatomie ou d’un processus physiologique ;
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dont...
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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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