Les ressources de Rheolution dans le domaine des sciences de la vie

Avez-vous déjà rêvé de caissons de soins dignes d’un film de science-fiction ? Le principe de flottabilité neutre qui les sous-tend a donné naissance à une solution unique pour l’impression 3D avec des encres souples, semblables à des liquides. La technique de bio-impression FRESH (Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels) a été mise au point pour permettre l’impression de ces matériaux délicats, idéaux pour les applications d’ingénierie tissulaire. Le secret réside dans un bain de support ingénieusement conçu, capable de maintenir les structures souples tout en permettant le mouvement de l’aiguille de l’extrudeuse. Grâce à sa polyvalence, à la viabilité cellulaire élevée qu’elle garantit et à son potentiel pour l’impression de structures de grande taille, la technique FRESH ouvre un monde de possibilités, nous rapprochant un peu plus de la bio-impression 3D de tissus spécifiques à chaque patient, à partir de données anatomiques.

La bio-impression 4D introduit le « temps » comme quatrième dimension, permettant ainsi aux objets imprimés d’évoluer au fil du temps. Des stimuli physiques tels que la lumière, la température ou le magnétisme peuvent induire des transformations. Le processus de bio-impression peut également permettre une libération ciblée de médicaments grâce à des variations de température ou de pH. Les nano-hydrogels peuvent servir de vecteurs de médicaments, guidés par des champs magnétiques, et se dégrader rapidement sous l'action d'enzymes. De plus, les hydrogels peuvent réagir à des signaux biologiques, contribuant ainsi au traitement des tumeurs en libérant des médicaments avant de se biodégrader progressivement.

En janvier 2022, nous avons étudié les hydrogels d’alginate dans le domaine de l’ingénierie tissulaire et de l’administration de médicaments. L’alginate, souvent utilisé comme bio-encre dans la bio-impression 3D, forme des hydrogels aux propriétés ajustables. Nous avons examiné les effets d’une concentration variable en CaCl₂ sur la réticulation de l’alginate, un processus crucial pour l’impression 3D. En raison de la faible viscosité de l’alginate, les méthodes d’impression comprennent la pré-réticulation avec du CaCl₂, l’utilisation d’une aiguille coaxiale pour une réticulation immédiate, ou le mélange de l’alginate avec d’autres biomatériaux afin d’améliorer l’imprimabilité.

Les cicatrices, qui résultent du processus de cicatrisation, présentent des différences de viscoélasticité par rapport aux tissus environnants. Alors que les cicatrices cutanées peuvent principalement avoir un impact esthétique, celles présentes dans les tissus et organes internes peuvent altérer leur fonctionnement. Par exemple, la formation d’une cicatrice dans le muscle cardiaque après un infarctus peut entraîner une diminution de la force musculaire et un risque d’insuffisance cardiaque. Il est important de noter que le comportement viscoélastique est inhérent à tous les composants du corps et qu’il joue un rôle dans leur fonction physiologique. Les cellules, les tissus et les organes présentent à la fois des réponses visqueuses (de type fluide) et élastiques (de type solide) lorsqu’ils sont soumis à des forces mécaniques. Cette réponse viscoélastique permet une déformation sous l’effet d’une force, puis un retour progressif à l’état initial une fois la force supprimée.