Recherche & Santé n°142 – La revue de la Fondation pour la Recherche Médicale – avril 2015 /
C’est une technologie apparue récemment dont les médecins et les chercheurs se sont emparés sans tarder. Si pour l’instant imprimer un organe en entier reste du domaine de la science-fiction, la vraie science, elle, a d’ores et déjà trouver de multiples applications à l’impression 3D.
1/ Impression 3D et bioimpression
– L’impression 3D repose sur deux principes : elle est numérique et additive. Cela signifie d’une part qu’elle est pilotée par un ordinateur, et permet donc de faire des pièces uniques et sur mesure. Et d’autre part, elle fonctionne par ajout de matériel : l’imprimante ajoute couche après couche des matériaux jusqu’à former un objet en trois dimensions, contrairement à l’usinage d’une pièce qui repose sur l’élimination (on part d’un bloc de matière que l’on taille jusqu’à obtenir la forme voulue). L’impression 3D peut utiliser comme « encres » des plastiques, des résines polymères, des céramiques, ou encore des métaux comme le titane.
– La bioimpression consiste à utiliser du matériel vivant, le plus souvent des cellules, en lieu et place des encres. En utilisant une imprimante 3D et plusieurs toners*, renfermant différents types de cellules et des molécules indispensables à la cohésion de celles-ci, on peut aujourd’hui imprimer des tissus vivants complexes comme de la peau, du cartilage, et même du tissu hépatique.
2/ Les premières applications en médecine
Depuis une dizaine d’années, plusieurs types d’applications ont émergé :
– Façonner des prothèses sur mesure : des chirurgiens ont remplacé l’os de la mâchoire, une partie du crâne ou même une vertèbre de patients avec des fragments en titane ou en résine. L’impression 3D permet en effet de créer une prothèse parfaitement adaptée à la morphologie de chaque patient. On songe déjà à l’utiliser pour fabriquer des plâtres sur mesure, ou des prothèses pour les amputés.
– Fabriquer une réplique, pour s’entraîner : En mars dernier, une équipe de chirurgiens de l’hôpital de Louisville (Etats-Unis) a fabriqué une réplique en matériau souple du cœur malformé d’un bébé de 14 mois. Objectif : s’entraîner sur une maquette avant d’opérer l’enfant. Au CHU de Montpellier, Pr Samir Hamamah et ses collègues ont imprimer en 3D des maquettes d’embryons créés par fécondation in vitro. Ils ont ainsi pu observer méticuleusement leur morphologie afin de sélectionner les plus aptes à s’implanter dans un utérus.
– Créer la charpente d’un organe de remplacement : Certaines équipes utilisent l’impression 3D pour créer des sortes d’échafaudages inertes sur lesquels sont ensuite cultivées des cellules vivantes. Ces structures, On a ainsi créée des portions de cartilages et même des vessies complètes qui ont été ensuite implantés chez des personnes.
Voir aussi l’article sur le vivant imprimé en 3D, paru en décembre 2013 dans Science & Vie Junior Hors série : « Bientôt un rein sorti de l’imprimante ? »