Non, non, vous ne rêvez pas et vous avez bien lu le titre : des scientifiques de l’Université de Caltech en Californie viennent de réussir à imprimer des biomatériaux, directement à l’intérieur de corps d’animaux. Ils ont été utilisés pour 2 usages dans l’étude menée : afin de délivrer un médicament à un endroit précis, ainsi que pour créer une « colle » servant à réparer des plaies internes. L’étude a été publiée dans la revue Science le 8 mai 2025.
Mais comment fait-on pour imprimer directement dans le corps ?
« Les technologies de bio-impression 3D sont très prometteuses pour la médecine moderne, car elles permettent la création d’implants personnalisés, de dispositifs médicaux complexes et de tissus artificiels adaptés à chaque patient. Cependant, la plupart des approches actuelles nécessitent une implantation chirurgicale invasive », peut-on lire dans le communiqué de l’Association Américaine pour l’avancement des sciences (AAAS).
La bio-impression in vivo (c’est-à-dire directement à l’intérieur de l’organisme) est limitée par plusieurs facteurs. Une de ses limitations est notamment la source d’énergie à utiliser pour déclencher la bio-impression. La lumière infrarouge a été envisagée, mais elle ne pénètre que peu profondément dans le corps, ce qui limite les applications possibles.
« La pénétration de l’infrarouge est très limitée. Elle n’atteint que la peau », explique dans un communiqué de l’université Caltech Wei Gao, professeur de génie médical à Caltech, qui a supervisé l’étude. « Notre nouvelle technique atteint les tissus profonds et permet d’imprimer une variété de matériaux pour un large éventail d’applications, tout en conservant une excellente biocompatibilité. »
Cette nouvelle technique, appelée « impression sonore in vivo en tissu profond » ou DISP, utilise l’échographie pour se guider, mais aussi pour déclencher l’impression souhaitée via l’envoi d’ultrasons focalisés (FUS).
Dans cette nouvelle étude, les bio-encres utilisées sont sensibles aux ultrasons. Elles contiennent, en plus du matériel à imprimer, des liposomes thermosensibles. Ils sont porteurs d’agents de réticulation (qui vont permettre la liaison des monomères, les petits composants de ce qui devra être imprimés).
Selon la Société Canadienne du Cancer, les liposomes sont de petits sacs graisseux fabriqués en laboratoire qui peuvent contenir des substances. Ils sont utilisés pour transporter des médicaments ou d’autres substances jusqu’à des cellules ciblées.
Pour déclencher l’impression des biomatériaux, les scientifiques ont utilisé des ultrasons focalisés afin d’augmenter la température d’une petite zone. En augmentant la température, les liposomes libèrent leurs agents de réticulation qui vont ainsi enclencher l’assemblage des biomatériaux.
« Il suffit d’augmenter la température de quelques degrés Celsius pour que la particule de liposome libère nos agents de réticulation », explique Wei Gao. « L’endroit où ces agents sont libérés est le lieu de la polymérisation localisée, ou impression. »
Des expériences concluantes sur des souris
Dans l’étude, les scientifiques ont mené une expérience sur des souris atteinte d’une tumeur de la vessie. L’hydrogel imprimé contenait un agent chimiothérapeutique ciblé pour ce type de cancer. Et les résultats sont concluants ! La méthode 3D s’est, en effet, avérée plus efficace pour éliminer les cellules cancéreuses. Elle en a effectivement éliminé une plus grande quantité par rapport à la méthode classique d’injection du médicament.
« Nous avons déjà démontré sur un petit animal que nous pouvons imprimer des hydrogels chargés de médicaments pour le traitement des tumeurs », relate Wei Gao. « Notre prochaine étape consiste à essayer d’imprimer sur un modèle animal plus grand et espérons-le, dans un avenir proche, nous pourrons évaluer ce résultat chez l’homme. »
Les chercheurs ne s’arrêtent pas là. Dans un avenir plus ou moins proche, ils aimeraient intégrer l’IA à ce genre de traitement pour gagner en précision : « À l’avenir, grâce à l’IA, nous aimerions pouvoir déclencher de manière autonome une impression de haute précision au sein d’un organe en mouvement, comme un cœur qui bat », conclut Wei Gao.
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