Cette équipe de bioingénieurs de l’Université du Michigan a trouvé le moyen de développer des patchs cardiaques parfaitement micro-vascularisés destinés à réparer cœur après une crise cardiaque. L’équipe documente, dans la revue Theranostics une technique avant-gardiste de croissance des micro-vaisseaux dans des tissus appropriés pour ce patch cardiaque. Des essais chez l’animal sont déjà prévus.
Plus largement, la technique basée sur le développement de minuscules vaisseaux sanguins, denses et parfaitement alignés, pourrait favoriser et accélérer la régénération des tissus cardiaques, cutanés, osseux et musculaires.
L’équipe dirigée par Feng Zhao, professeur de génie biomédical à la Michigan est spécialisée en ingénierie des tissus pré-vascularisés. Elle documente ici le projet de développement d'un patch cardiaque à base de cellules souches et de tissus fabriqués avec de minuscules vaisseaux sanguins pour ressembler au mieux à un cœur musclé (voir visuel). Ce système vascularisé apporte des nutriments et de l'oxygène aux tissus, des agents importants pour la réussite d’une greffe d’organe, une chirurgie cardiaque ou une greffe de peau. Les structures microvasculaires sont des micro-vaisseaux de type capillaire parfaitement alignés, denses et matures. Cette mise au point d’un biomatériau prototype avec un système vasculaire aussi robuste constitue une véritable prouesse.
L'organisation des micro-vaisseaux, un point essentiel dans les échafaudages 3D : les équipes de recherche ont beaucoup travaillé sur l'alignement des cellules, mais encore peu sur les micro-vaisseaux. Comprendre les mécanismes de l'alignement des micro-vaisseaux dans ces biomatériaux va permettre de créer de meilleurs échafaudages cellulaires, et de meilleurs implants. Cette avancée a été permise ici par l’analyse, par l’équipe, des 6 méthodes différentes utilisées pour aligner les vaisseaux : la stimulation électromécanique, la topographie de surface, le micro-échafaudage la micro-fluidique, la structuration de surface et l’impression 3D.
L’objectif est de développer un patch cardiaque complètement biologique à base de cellules souches avec un système vasculaire imitant le tissu réel, qui pourrait participer à la « cicatrisation » du cœur. Dans le muscle cardiaque, non seulement les cellules sont parfaitement alignées pour la transmission du signal électromécanique mais c’est aussi le cas des micro-vaisseaux qui vont devoir se connecter au système vasculaire natif, apportant des nutriments et de l'oxygène.
Prochaines étapes, les essais chez l’animal et le perfectionnement de la technologie médicale pour les implants et autres dispositifs.
Source: Theranostics March 2019 (in Press) via Eurekalert (AAAS) 28-Mar-2019 Biomedical engineers grow cardiac patches to help people recover from heart attacks (Visuel Sarah Bird/Michigan Tech)
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