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Posté par Adrien le Mercredi 19/04/2017 à 00:00
Organes de remplacement: la voie sucrée
Des chercheurs font appel au sucre vitrifié pour vasculariser les organes de remplacement

Par un curieux retour des choses, le sucre pourrait être l'un des ingrédients clés d'une nouvelle méthode servant à fabriquer un pancréas bioartificiel destiné aux personnes atteintes de diabète de type 1. En effet, des chercheurs de l'Université Laval et de l'Université McGill ont développé une nouvelle approche pour fabriquer un réseau vasculaire destiné à irriguer des organes de remplacement pour le corps humain (Le corps humain est la structure physique d'une personne.). Cette méthode, dont les détails sont présentés dans la revue Additive Manufacturing, fait appel à une solution sucrée émise par une tête d'une imprimante (Les imprimantes ont été conçues dès l’apparition des premiers ordinateurs, pour permettre la consultation et la conservation sur support papier des...) 3D modifiée.

«L'un des principaux obstacles au développement d'organes de remplacement pour le corps humain est que les cellules vivantes utilisées dans ces procédés doivent être continuellement alimentées en oxygène et en nutriments pour survivre, souligne le responsable de l'étude, André Bégin-Drolet, du Département de génie mécanique de l'Université Laval. Pour répondre à cette exigence, nous avons développé une nouvelle façon de produire un réseau vasculaire destiné à ces tissus.»

Cette méthode repose sur une imprimante 3D commerciale qui a été modifiée en profondeur par les chercheurs. «L'impression est faite à l'aide d'un mélange de sucrose, de glucose (Le glucose est un aldohexose, principal représentant des oses (sucres). Par convention, il est symbolisé par Glc. Il est directement assimilable par l'organisme.) et d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) chauffé à 176 degrés Celsius, explique le professeur Bégin-Drolet. Ce sirop (Le sirop (du latin siropus, lui-même de l'arabe sharab) est un liquide visqueux et épais obtenu en faisant dissoudre une importante quantité de sucre dans de l'eau. La viscosité provient...) est ensuite placé dans une seringue (Une seringue (du grec syrinx, « tube ») est un instrument médical pourvu d'une aiguille creuse et employé notamment pour administrer des...) préchauffée dont le piston est contrôlé par un moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à partir d'une...). Une fois émise, la solution se solidifie rapidement et devient ce qu'on appelle du verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus souvent, le verre...) de sucre (Ce que l'on nomme habituellement le sucre est, dès 1406, une "substance de saveur douce extraite de la canne à sucre" (Chrétien de Troyes, Le Chevalier au lion). Il est...) ou du sucre vitrifié.»

Grâce à un modèle mathématique qu'ils ont développé, les chercheurs peuvent moduler le débit de la solution sucrée et le déplacement de la tête d'impression afin de produire des filaments de sucre vitrifié ayant la forme et la taille souhaitées. «L'étape suivante consiste à verser le mélange contenant les cellules vivantes sur la structure 3D de sucre vitrifié. Une fois le tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) solidifié, on élimine les filaments de sucre par dissolution dans l'eau», précise André Bégin-Drolet.

Pour prouver la fiabilité de leur approche, les chercheurs ont d'abord montré que leur imprimante pouvait fabriquer avec précision de menus objets. Ils ont notamment réalisé ce qui est maintenant considéré comme un test classique en imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La...) numérique, soit la production d'un lapin (Le mot lapin (/lapε̃/) est un terme très général qui désigne plus d'une vingtaine d'espèces de mammifères à grandes oreilles de la famille des léporidés,...) de Stanford. De plus, ils ont créé sur ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant d'exécuter des programmes enregistrés. C'est un ensemble de circuits électroniques permettant...) un modèle de réseau vasculaire, ils l'ont fabriqué et ils l'ont couvert d'un gel de silicone (Les silicones, ou polysiloxanes, sont des composés inorganiques formés d'une chaine silicium-oxygène (...-Si-O-Si-O-Si-O-...) sur laquelle des groupes se fixent, sur les atomes de silicium. Certains groupes organiques peuvent...). Une fois le sucre vitrifié dissous, les chercheurs ont injecté un colorant (Un colorant est une substance utilisée pour apporter une couleur à un objet à teinter.) rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) dans les canaux ainsi créés révélant les détails de ce réseau 3D.

«La prochaine étape consiste à tester notre approche avec des cellules du pancréas, signale le professeur Bégin-Drolet. Si les résultats sont concluants, ces tissus vascularisés seront transplantés dans des souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue aussi comme animal de compagnie ou de laboratoire, mais aussi de...) utilisées pour l'étude du diabète de type 1. Il reste donc beaucoup de travail à faire avant d'envisager l'application de cette approche chez l'humain», insiste le chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant...).

L'étude parue dans Additive Manufacturing est signée par André Bégin-Drolet, Marc-André Dussault, Jeanne Larose-Dutil et Jean Ruel, du Département de génie mécanique de l'Université Laval, et par Stephanie A. Fernandez, Richard L. Leask et Corinne A. Hoesli, de l'Université McGill.

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Source: Jean Hamann - Université Laval
 
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