Impression 3D avec des cellules vivantes programmées génétiquement

Alors que bactéries et impression 3D font déjà bon ménage en ce qui concerne la greffe de peau, une nouvelle application à ces deux techniques vient d'être mise au point par des chercheurs du MIT : un " tatouage vivant " qui ouvre la voie à de nouvelles opportunités en termes de traitements médicaux personnalisés.

Faire bonne impression au MIT

Les ingénieurs de l'Institut de technologie du Massachusetts (MIT) ont créé une nouvelle encre à partir de cellules vivantes génétiquement programmées conçues pour s'allumer en réponse à une variété de stimuli.

" Nous nous sommes rendu compte que cette nouvelle formule d'encre fonctionne très bien et peut imprimer à une résolution d'environ 30 micromètres par élément ", a déclaré Xuanhe Zhao, professeur chez Noyce au département de génie mécanique du MIT.

" Cela signifie que chaque ligne que nous imprimons ne contient que quelques cellules. Nous pouvons également imprimer des structures relativement grandes, mesurant plusieurs centimètres. " Les cellules peuvent être imprimées couche par couche pour former des structures et des dispositifs interactifs 3D lorsqu'elles sont mélangées avec une suspension d'hydrogène et de nutriments.

Du mammifère à la bactérie

À l'origine, les chercheurs voulaient utiliser des cellules de mammifères vivant, mais elles se rompaient facilement. L'équipe a finalement identifié un type de cellule plus résistant dans les bactéries qui ont des parois cellulaires solides, capables de survivre à des conditions relativement difficiles. La bactérie est également compatible avec la plupart des matériaux hydrogels - fabriqués à partir d'un mélange d'eau et d'un polymère.

Pour l'étude, les chercheurs ont utilisé un hydrogel avec de l'acide pluronique qui présentait une consistance idéale pour l'impression 3D, avec des caractéristiques d'écoulement idéales pour l'impression à travers une buse.

Les chercheurs ont ainsi pu imprimer un patch mince et transparent à motifs de cellules bactériennes vivantes en forme d'arbre, où chaque branche est bordée de cellules sensibles à un composé chimique ou moléculaire différent. Les régions correspondantes de l'arbre s'allument en réponse, lorsque le patch adhère à la peau qui a été exposée aux mêmes composés.

De multiples applications

Cette nouvelle technique pourrait être utilisée pour fabriquer des matériaux actifs pour capteurs portables et affichages interactifs, où les matériaux peuvent être modelés avec des cellules vivantes conçues pour détecter les produits chimiques et les polluants environnementaux ainsi que les changements de pH et de température.

Dans un futur pas si lointain que ça, pourquoi ne pas imprimer des ordinateurs " vivants " : des structures avec plusieurs types de cellules qui communiquent entre elles et se transmettent des signaux. À terme, les chercheurs voudraient développer des plateformes informatiques vivantes qui pourraient être portables.