NOTRE TECHNOLOGIE

La Bioimpression Assistée par Laser


Le développement et la fabrication de tissus biologiques représentent des enjeux socio-économiques majeurs évalué à 15 Milliards de dollars en 2014, et qui devrait doubler d’ici 2018. Les applications de ces tissus concernent à la fois le secteur industriel (cosmétique et pharmaceutique) et la médecine régénératrice.

Pour faire face aux limites de méthodes conventionnelles d’ingénierie tissulaire, la Bioimpression utilise les principes de l’impression 3D, et procède ainsi de l’assemblage couche-par-couche des constituants des tissus biologiques (telles que les cellules et la matrice extracellulaire) selon des organisations (motifs) prédéfinies par conception numérique.

La Bioimpression Assistée par Laser (Laser-Assisted Bioprinting), à la différence des approches conventionnelles d’ingénierie tissulaire ou de Bioimpression par extrusion, permet de positionner les cellules en 3D avec une résolution et une précision micrométriques. Elle est donc la technologie de Biompression qui offre la résolution la plus élevée.


La Bioimpression Assistée par Laser permet d’imprimer cellule par cellule selon le mécanisme physique suivant. La focalisation d’une impulsion laser (en bleue) sur une cartouche (composée d'un film d'encre étalé sur une plaque de verre) entraîne la formation d'un jet d'encre vers un substrat sur lequel sont collectées des microgouttelettes de cellules. En contrôlant les conditions physiques de l’éjection (énergie, viscosité,…), le volume des gouttelettes est contrôlé précisément (~ picolitre). Les motifs de cellules sont obtenus par un balayage rapide de la cartouche par le laser qui entraîne la formation de 10 000 gouttelettes par seconde.

AVANTAGES DE LA BIOIMPRESSION PAR LASER


20 µm

Résolution

10 000 gouttes/s

Vitesse d'impression

100 Millions de cellules/mL

Concentration cellulaire

100%

Viabilité cellulaire


NOTRE APPROCHE DE BIOIMPRESSION 4D

La haute définition de la Bioimpression Assistée par Laser permet d’intégrer plus d’informations, plus de détails dans le tissu, ce qui permet de reproduire la complexité des tissus biologiques. Ces informations concernent à la fois le positionnement microscopique en 3D des constituants des tissus (cellules, éléments de la matrice extra-cellulaire) et l’anticipation de leur évolution dans le temps (4ème dimension) jusqu’à l’émergence de formes et de fonctions particulières.

Notre approche de Bioimpression 4D pour répondre aux besoins de tissus humains personnalisés est la suivante :


1. Conception Assistée par Ordinateur

Un fichier numérique décrivant l’architecture des tissus biologiques est produit par CAO. Les informations contenues dans ce fichier concernent à la fois la position initiale des constituants des tissus (cellules, matrice extracellulaire) et une anticipation de leurs évolutions dans le temps.

2. Programmation de l’imprimante

La phase de programmation consiste à découper le fichier numérique 3D en tranches et à ajuster les paramètres d’impression aux propriétés physiques des encres.

3. Impression 3D des tissus biologiques

L’impression 3D des tissus biologiques se fait par dépôts couche-par-couche de micro-gouttes d’encres biologiques.

4. Maturation du tissu bioimprimé

La quatrième dimension est la dimension temporelle associée aux processus d’auto-organisation cellulaires (communication cellulaire, interaction cellule – matrice extracellulaire).

5. Utilisation du tissu bioimprimé

Les tissus bioimprimés seront utilisés comme modèles prédictifs pour évaluer la toxicité et l’efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques ou de nouveaux ingrédients pour la cosmétique