De la peau imprimée en 3D répare de graves blessures et contient même des follicules pileux
Pour réparer la peau abîmée des malades ou des blessés, des chercheurs ont mis au point un nouveau procédé révolutionnaire d'impression en 3D permettant de réparer de graves blessures. Les perspectives liées à cette première mondiale pourraient révolutionner la chirurgie reconstructrice.
Pour améliorer l'apparence des cicatrices après une chirurgie reconstructive, des chercheurs ont créé une peau imprimée en 3D capable de réparer des zones lésées. Ces greffes d'un nouveau type pourraient révolutionner la chirurgie reconstructrice. L'équipe américaine est la première à avoir réussi à imprimer au cours de l'opération les différentes couches de la peau, y compris l'hypoderme la plus profonde.
Réimprimer la peau endommagée
Les tissus adipeux seraient la clé de l'impression 3D de couches de peau vivante et potentiellement de follicules pileux, selon ces chercheurs qui ont récemment exploité les cellules adipeuses et les structures de soutien provenant de tissus humains obtenus en clinique pour corriger avec précision les blessures chez les rats.
"La chirurgie reconstructive - pour corriger un traumatisme au visage dû à une blessure ou à une maladie- est généralement imparfaite, entraînant des cicatrices ou une perte de cheveux permanente", a expliqué le Pr Ibrahim T. Ozbolat, professeur d'ingénierie et de mécanique à Penn State, qui a dirigé les recherches. Or, "Avec ce travail, nous démontrons une peau bio-imprimée sur toute l’épaisseur avec le potentiel de faire pousser des poils chez le rat. C’est un pas de plus vers la possibilité d’obtenir une reconstruction de la tête et du visage plus naturelle et plus esthétique chez l’homme", affirme-t-il.
Pour mener à bien ces travaux, les scientifiques ont bio-imprimé en 3D de fines couches de peau, y compris la couche la plus inférieure - appelée l'hypoderme. L'impression du tissu se fait pendant l'intervention chirurgicale, ce qui signifie que l'approche peut être utilisée pour réparer la peau endommagée de manière plus immédiate. La couche supérieure – l’épiderme qui sert de peau visible – se forme seule avec le soutien de la couche intermédiaire, elle ne nécessite donc pas d’impression.
Une recette avec trois ingrédients-clés
Pour cela, ils ont extrait du tissu adipeux humain de patients hospitalisés au sein du Penn State Health Milton S. Hershey Medical Center. Les chercheurs ont également travaillé sur des cellules souches ayant la faculté de se développer en plusieurs types de cellules différents - ce qui permet d'obtenir un autre composant nécessaire à l'impression. Chaque composant a ensuite été déposé dans l’un des trois compartiments de la bio-imprimante. Le troisième compartiment était rempli d'une solution coagulante qui aide les autres composants à se lier correctement au site lésé.
"Les trois compartiments nous permettent de co-imprimer le mélange matrice-fibrinogène avec les cellules souches de façon précise", assure le professeur. "Nous avons imprimé cette peau directement sur le site de la blessure dans le but de former l'hypoderme, ce qui facilite la cicatrisation des plaies, la génération de follicules pileux, la régulation de la température et bien plus encore."
Résultat ? La peau artificielle en 3D a atteint les couches de l’hypoderme et du derme... en seulement deux semaines. L'épiderme se formant tout seul en deux semaines.
Détail important : pour que le tout fonctionne correctement, la matrice et les cellules souches doivent être administrées en même temps.
Des follicules pileux dont le développement reste à dompter
Les scientifiques ont également découvert que l’hypoderme contenait des "excroissances" - autrement dit des follicules pileux précoces. Selon les chercheurs, si les cellules adipeuses ne contribuent pas directement à la structure cellulaire des follicules pileux, elles participent à leur régulation et à leur entretien. Une piste prometteuse pour les personnes blessées ou malades, qui souhaitent retrouver une certaine densité capillaire ou une pilosité naturelle sur les zones greffées.
Nous travaillons sur ce point "pour faire mûrir les follicules pileux avec une densité, une directionnalité et une croissance contrôlées", explique le Pr Ibrahim T. Ozbolat.
Si les scientifiques arrivent à perfectionner cette technique - et à faire pousser avec précision les cheveux sur les zones de la peau traumatisées - celle-ci pourrait "limiter le caractère visible d’une chirurgie reconstructive naturelle". Le chercheur estime que ces résultats constituent une "voie prometteuse", en particulier en association avec d’autres projets de son laboratoire impliquant l’impression d’os et de peau selon différentes teintes et pigmentation.