Sera-t-il un jour possible de réparer un organe directement de l'intérieur, sans incision, en y imprimant en 3D des matériaux de traitement au cœur même des tissus ? Cette nouvelle méthode, digne de la science-fiction, devient peu à peu réalité grâce à une percée scientifique réalisée par une équipe du California Institute of Technology, ou Caltech, aux Etats-Unis.
Jusqu'à présent, les tentatives d'impression 3D dans un organisme vivant étaient limitées par la pénétration de la lumière infrarouge (la source d’énergie destinée à déclencher la bio-impression). « La pénétration de l'infrarouge est très limitée. Elle n'atteint que juste sous la peau », expliquent les chercheurs dans un communiqué. Pour contourner cet obstacle, l’équipe a mis au point une méthode inédite : l'impression sonore à l'intérieur des tissus profonds, baptisée “DISP” (Deep tissue In vivo Sound Printing). Le principe consiste à injecter dans le corps une “bio-encre” spéciale contenant, en plus du matériel à imprimer (médicaments, cellules...), des liposomes sensibles à la température. En dirigeant des ultrasons sur une zone précise, la température locale augmente légèrement et, ce faisant, les liposomes libèrent leurs agents de réticulation (qui vont permettre l’assemblage des biomatériaux). « Augmenter la température de quelques degrés Celsius suffit à les libérer », précisent les scientifiques.
Ce procédé a déjà permis d'imprimer des hydrogels chargés en doxorubicine (un médicament anticancéreux) au plus près de tumeurs de la vessie chez la souris. Et les résultats sont concluants : « Comparée à une injection directe, cette méthode 3D s’est avérée plus efficace pour éliminer les cellules tumorales pendant plusieurs jours ». Ce n’est pas tout : les chercheurs ont aussi testé des hydrogels bioélectriques, qui ont permis de surveiller les constantes vitales des rongeurs, à la manière d'un électrocardiogramme. L'étape suivante ? Tester la technologie DISP sur des animaux plus gros, puis potentiellement sur des humains. L'équipe envisage même d'utiliser l'intelligence artificielle pour améliorer la précision des ultrasons et réaliser une impression 3D « à l’intérieur d’un organe en mouvement, comme un cœur battant ». Le futur de la chirurgie réparatrice ?
Caltech : https://www.caltech.edu/about/news/3d-printing-in-vivo-using-sound
