Imprimer du cartilage en trois dimensions. C’est ce qu’ont réussi à faire le professeur américain Ibrahim Ozbolat et son équipe. Le cartilage est un tissu rigide qui compose les articulations. Il peut s’user ou se détériorer mais n’est pas capable de se régénérer seul. Une fois endommagé, chez les personnes atteintes d’arthrose par exemple, il reste abîmé sans possibilité d’amélioration. L’enjeu n’est donc pas de réparer mais de recréer du cartilage neuf.
Plusieurs tentatives avaient réussi à faire grandir des cellules cartilagineuses dans un hydrogel composé à 90 % d’eau, mais le résultat était de mauvaise qualité. Les cellules ne parvenaient pas à communiquer avec les tissus sains et en cas de déshydratation, l’hydrogel pouvait produire des composés toxiques.
Crédit image Ozbolat, Penn State
Des algues au patch auto-adhésif
Cette fois, les chercheurs ont procédé autrement. Ils ont injecté des cellules de cartilage dans un petit tube formé d’alginate, une sorte d’algue. Les cellules se développent pendant une semaine et s’agglomèrent entre elles sans adhérer à la paroi du tube. Ce matériau ainsi créé remplace l’encre des imprimantes 3D grâce à une buse spéciale. En une demi-heure, la machine imprime un patch suffisamment consistant et auto-adhésif pour continuer à grandir en boîte de Petri, dans un milieu nutritif.
L’avantage de cette technique est de produire un tissu plus grand qu’auparavant sans recourir à un échafaudage. La 3D reproduit aussi l’architecture naturelle du cartilage avec une alternance d’impression verticale et horizontale.
Les propriétés obtenues par cette méthode ne rivalisent pas encore avec le cartilage naturel mais sont bien meilleures que la culture en hydrogel. « Chaque individu devra fournir des cellules de son propre cartilage ou des cellules souches différenciées en cellules de cartilage pour écarter les risques de rejet », précise le Dr Ozbolat. Ce dispositif permettra ainsi de créer de grands patchs de cartilage pour traiter les articulations usées, apportant un espoir notamment aux millions de personnes souffrant d’arthrose en France.