Des greffes de peau bio-ingénierie qui vont comme un gant

Des bio-ingénieurs ont mis au point un moyen de cultiver de la peau artificielle en trois dimensions, notamment un “gant” de peau sans couture qui pourrait être glissé sur une main gravement brûlée.

Si vous avez déjà essayé d’emballer un cadeau de forme bizarre comme un ours en peluche, vous pouvez comprendre le défi auquel les chirurgiens sont confrontés lorsqu’ils greffent de la peau artificielle sur une partie du corps blessée. Comme le papier d’emballage, la peau artificielle se présente sous forme de morceaux plats, qui peuvent être difficiles et longs à coudre autour d’une partie du corps de forme irrégulière.

Des bio-ingénieurs de l’université Columbia semblent avoir résolu ce problème en concevant un moyen de cultiver de la peau artificielle dans des formes complexes et tridimensionnelles, ce qui permet de construire, par exemple, un “gant” de cellules de peau sans couture qui peut être facilement glissé sur une main gravement brûlée.

Les chercheurs ont présenté leurs résultats dans un article publié le 27 janvier dans Science Advances.

Les constructions cutanées tridimensionnelles pouvant être transplantées comme des “vêtements biologiques” présenteraient de nombreux avantages. Ils minimiseraient considérablement le besoin de sutures, réduiraient la durée des interventions chirurgicales et amélioreraient les résultats esthétiques.

le principal développeur, Hasan Erbil Abaci, PhD, professeur adjoint de dermatologie au Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons. “

L’étude actuelle a également révélé que les greffons 3D continus ont de meilleures propriétés mécaniques et fonctionnelles que les greffons conventionnels, assemblés par morceaux.

Échafaudage 3D

L’échafaudage 3D est un processus qui consiste à créer des greffes de peau en utilisant un scan laser 3D de la structure cible, telle qu’une main humaine. Un modèle creux et perméable de la main est ensuite fabriqué à l’aide de la conception assistée par ordinateur et de l’impression 3D, et l’extérieur du modèle est ensemencé de fibroblastes de la peau et de collagène. L’extérieur du moule est recouvert d’un mélange de kératinocytes, tandis que l’intérieur est perfusé avec un milieu de croissance pour soutenir et nourrir la greffe en développement. L’ensemble du processus prend environ trois semaines, comme pour la fabrication de la peau artificielle plate.

Lors d’un premier test de la peau artificielle en 3D, des constructions composées de cellules de peau humaine ont été greffées avec succès sur les membres postérieurs de souris, et les greffes se sont complètement intégrées à la peau environnante de la souris après quatre semaines. Toutefois, comme la peau de la souris ne guérit pas de la même manière que celle de l’homme, les chercheurs prévoient de tester les greffes sur des animaux plus grands dont la biologie de la peau est plus proche de celle de l’homme avant de procéder à des essais cliniques sur l’homme, ce qui ne sera probablement pas possible avant plusieurs années.

Redessiner la peau artificielle

Les greffes de peau artificielle ont été introduites au début des années 1980 avec seulement deux types de cellules, alors que la peau humaine en compte environ 50. La plupart des recherches se sont concentrées sur l’imitation des composants cellulaires de la peau humaine, mais la géométrie de la peau a été négligée. Les limites ou bords ouverts des greffons ont été une source de préoccupation pour les bio-ingénieurs, car la géométrie est un facteur important qui affecte la fonction. Grâce à la disponibilité des imprimantes 3D, une équipe de bioingénieurs a mis au point des formes 3D entièrement fermées qui imitent étroitement la peau naturelle et sont mécaniquement plus résistantes, ce qui améliore considérablement la composition, la structure et la résistance de la greffe.

L’équipe espère pouvoir, à l’avenir, fabriquer des greffons sur mesure à partir des propres cellules d’un patient. Avec seulement un échantillon de peau de 4×4 mm, il est possible de cultiver et de multiplier suffisamment de cellules pour créer assez de peau pour recouvrir une main humaine. Cette nouvelle approche pourrait offrir une solution aux personnes ayant besoin de greffes de peau, notamment celles souffrant de brûlures graves, et pourrait également ouvrir la voie à l’impression 3D pour créer d’autres types de tissus et d’organes complexes.

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