Une nouvelle méthode d’impression 3D à l’intérieur du corps humain
Une équipe de chercheurs de l’Université Duke et de l’École de Médecine de Harvard a récemment présenté une approche novatrice pour imprimer en 3D à l’intérieur du corps humain. Ce processus repose sur l’utilisation des ondes ultrasonores pour durcir une encre biocompatible injectable.
Une innovation basée sur l’impression 3D
Dans un article publié dans la revue Science, cette recherche s’appuie sur une encre photosensible préalablement développée. Cette encre se solidifie au contact de rayons lumineux, permettant ainsi aux scientifiques de créer des structures biomédicales complexes de manière progressive.
Cependant, il est important de noter que la portée de la lumière est limitée à quelques millimètres à travers les tissus d’un patient, comme l’a souligné une déclaration des chercheurs. En revanche, les ondes sonores sont capables de pénétrer plus profondément dans le corps.
Une approche prometteuse : l’impression acoustique
La méthode récemment développée, nommée “impression volumétrique acoustique à profonde pénétration” (DVAP), ouvre de nouvelles perspectives. Elle pourrait révolutionner les soins médicaux en permettant de réparer des os ou de traiter des valves cardiaques défectueuses, sans avoir recours à des interventions chirurgicales invasives.
Junjie Yao, professeur associé en ingénierie biomédicale à Duke et co-auteur de l’étude, explique que “la technologie DVAP s’appuie sur l’effet sono-thermique, où les ondes sonores générées réchauffent l’encre pour la durcir.”
Précision et efficacité
Yao a ajouté que les ondes ultrasonores peuvent pénétrer plus de 100 fois plus profondément que la lumière tout en restant concentrées spatialement. Cela permet d’atteindre des tissus, des os et des organes avec une grande précision, ce qui n’était pas possible avec les méthodes d’impression basées sur la lumière.
Une fois l’encre biocompatible, désignée comme “sono-encre“, injectée dans une zone ciblée, une sonde ultrasonore spécialement conçue peut la solidifier sur place pour former des structures élaborées.
utilisation de l’encre et résultats prometteurs
La sono-encre, étant un liquide visqueux, est facilement injectable dans des zones spécifiques. Lorsque la sonde ultrasonore est manœuvrée, les matériaux de l’encre s’assemblent et deviennent solides. Y. Shrike Zhang, co-auteur et ingénieur biomédical à l’hôpital Brigham et Women’s de Harvard, mentionne que toute encre non solidifiée peut être éliminée à l’aide d’une seringue après le processus.
Un aspect particulièrement fascinant est que les scientifiques ont réussi à développer différentes variantes de leur sono-encre ; allant de structures rigides semblables à des os à des valves cardiaques plus souples et flexibles.
Tests prometteurs sur des sujets vivants
Lors de plusieurs essais, l’équipe a réussi à créer une structure spéciale pour obturer une zone dans le cœur d’un chèvre afin d’empêcher le sang de stagner. Cette nouvelle structure a durci et fusionné sans complications, et l’équipe a également travaillé sur un défaut osseux dans la patte d’un poulet.
Les scientifiques ont également montré qu’un hydrogel spécial à base de sono-encre pouvait libérer progressivement un médicament de chimiothérapie dans le foie.
Prochaines étapes et perspectives d’avenir
Cependant, il est crucial de rappeler qu’il reste encore beaucoup de recherches à mener avant de déterminer l’efficacité de cette technologie sur des êtres humains. Zhang a indiqué que bien qu’ils soient encore loin de l’intégration clinique de cet outil, les résultats des tests confirment le potentiel prometteur de cette approche.
FAQ
Qu’est-ce que l’impression 3D biomédicale ?
L’impression 3D biomédicale fait référence à l’utilisation de technologies d’impression 3D pour créer des structures ou implants médicaux, souvent personnalisés pour des patients spécifiques.
Quels sont les avantages de l’utilisation d’ultrasons plutôt que de la lumière ?
Les ultrasons peuvent pénétrer à des profondeurs bien supérieures à celles de la lumière tout en maintenant une bonne précision spatiale, ce qui est crucial pour le traitement des tissus profonds.
Quelles applications médicales potentielles pourraient découler de cette technologie ?
Cette technologie pourrait faciliter la réparation osseuse, la reconstruction de tissus, et même aider à traiter des problèmes cardiaques sans chirurgie invasive.
À quel stade en sont les recherches ?
Bien que des progrès significatifs aient été réalisés dans les expérimentations, les chercheurs soulignent que des essais cliniques sur des humains sont encore nécessaires avant d’envisager une utilisation pratique.
Comment les chercheurs prévoient-ils d’améliorer cette technologie à l’avenir ?
Les chercheurs continueront à explorer de nouvelles formulations de leur sono-encre et à tester des applications variées pour enrichir le potentiel de cette technologie en milieu médical.
