La bio-impression 3D est une technologie innovante très prometteuse au point que certains disent qu’elle constitue la médecine du futur. Pour rappel, il existe plusieurs type de technologie de bio-impression 3D. Il existe entre autre chose une technologie par extrusion (a), une au jet d’encre (b), à l’assistance laser (c), une autre utilisant la stéréolithographie (d) par exemple.
Dans cet article nous allons aborder plus particulièrement la technologie de l’extrusion 3D. Les techniques basées sur l’extrusion, également connues sous le nom de modélisation par dépôt fondu ou biotraçage, sont les plus couramment utilisées et impliquent l’extrusion d’un matériau visqueux contenant des cellules, sous forme de filament continu à travers une buse en utilisant soit une force pneumatique, un piston ou une vis. Après l’impression, les constructions peuvent être solidifiées (c’est-à-dire gélifiées) couche par couche, soit physiquement, soit chimiquement, ce qui rend cette technique plus lente que d’autres telles que l’assistance laser ou le jet d’encre. Cependant, la rentabilité, la simplicité et la viabilité cellulaire élevée font de la bio-impression par extrusion un choix populaire pour la plupart des instituts de recherche. C’est pourquoi FORGEXT propose la bio-imprimante 3D ( par extrusion) de FELIX Printers qui représente le meilleur arbitrage entre rentabilité et qualité.
Une étude intitulée « Candidate Bioinks for Extrusion 3D Bioprinting—A Systematic Review of the Literature » (2) par Sam P. Tarassoli, Zita M. Jessop,Thomas Jovic, Karl Hawkins et Iain S. Whitaker se propose d’analyser les critères de classification et de choix à prendre en compte lorsqu’on choisit une bio-encre.
Ainsi, d’après cette étude, les bio-encres sont classées comme naturelles ou synthétiques. Les bio-encres naturelles diffèrent des bio-encres synthétiques par leur capacité à imiter le microenvironnement cellulaire natif, offrant ainsi un soutien à la croissance des cellules et augmentant ainsi la probabilité d’adhésion cellulaire et de sécrétion de matrice. D’un autre côté, les bio-encres synthétiques sont plus faciles à adapter pour une imprimabilité efficace (Gopinathan et Noh, 2018). De nombreuses caractéristiques des bio-encres, telles que la biodégradabilité, la capacité à fonctionnaliser et à stériliser, se chevaucheront naturellement avec celles des échafaudages conventionnels utilisés pour les applications d’ingénierie tissulaire (Al-Himdani et al., 2017). Cependant, l’exigence d’ « imprimabilité » des bio-encres introduit un nouvel ensemble de critères de conception, englobant des paramètres tels que la viscosité, la viscoélasticité, la capacité de support cellulaire et la cinétique de gélification, qui nécessitent une caractérisation plus approfondie (voir Figure du dessous ) (Ersumo et al., 2016 ; Kyle et coll., 2017).
Idéalement, la bio-encre doit posséder les propriétés biomécaniques nécessaires pour permettre une extrusion facile avec de faibles forces de cisaillement pendant l’impression, tout en favorisant la croissance cellulaire et en maintenant la fidélité de la forme après l’impression (Jessop et al., 2017). D’autres considérations incluent la biocompatibilité avec le type cellulaire choisi, permettant non seulement la survie cellulaire mais aussi la promotion de la prolifération cellulaire, de la différenciation et de la sécrétion de matrice extracellulaire pour favoriser la formation du tissu cible (Kyle et al., 2017). Prises ensemble, ces caractéristiques peuvent être définies comme les propriétés de « bio-imprimabilité » des bio-encres.
Des bio-encres avancées sont désormais conçues pour améliorer considérablement l’imprimabilité et la biocompatibilité (Kyle et al., 2017). Ces résultats peuvent être obtenus grâce à un contrôle minutieux de diverses propriétés physiques, chimiques et biologiques. Les propriétés biomécaniques qui peuvent être évaluées comprennent la rhéologie (viscosité, rhéofluidification, viscoélasticité et thixotropie), la cinétique de gélification, la réticulation et l’architecture du réseau (Murphy et al., 2013 ; Jia et al., 2014 ; Blaeser et al., 2016). . La biocompatibilité peut également être altérée par la biofonctionnalisation qui peut affecter la fonction cellulaire (cytocompatibilité, adhésion cellulaire, migration, prolifération et différenciation) ainsi que par la biodégradation des matériaux (Skardal et al., 2012 ; Levato et al., 2014 ; Muller et al. , 2015 ; Daly et coll., 2016). La possibilité de réglage de ces échafaudages sert également à protéger les cellules (contre le stress) et à leur permettre d’atteindre le plus haut degré de viabilité (Sharma et al., 2020).
L’étude conclue sur une note que nous trouvons pertinente : Le domaine de la bio-impression ne sera pas une approche « universelle » et ne deviendra probablement pas une production à grande échelle de la technologie, mais plutôt une technologie sur mesure qui sera produite en fonction des besoins du patient ainsi que de l’application clinique (Alcala -Orozco et al., 2021 ; Ji et Guvendiren, 2021).
L’étude nous permet ainsi de comprendre que le choix de la bio-encre est crucial pour la réussite de votre projet de recherche. C’est pourquoi FORGEXT propose différentes bio-encres de différents fournisseurs pour vous offrir le choix le plus vaste afin de ne pas vous limiter ! Nous fournissons d’ailleurs un effort constant pour continuer à élargir cette gamme de produits ! N’hésitez pas à nous contacter pour discuter de vos besoins à info@forgext.com
Source :
(1) : https://www.researchgate.net/figure/Schematic-illustration-of-the-a-extrusion-based-b-ink-jet-c-assistant-laser-and_fig1_340328608
(2) : https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbioe.2021.616753/full