Recherchez sur tout Techno-Science.net
       
Techno-Science.net : Suivez l'actualité des sciences et des technologies, découvrez, commentez
Catégories
Techniques
Sciences
Encore plus...
Techno-Science.net
Photo Mystérieuse

Que représente
cette image ?
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 (Le pancréas est un organe abdominal, une glande annexée au tube digestif. Il est rétropéritonéal, situé derrière l'estomac, devant et au-dessus des reins. Ses fonctions dichotomiques de glandes à...) bioartificiel destiné aux personnes atteintes de diabète de type 1 (Cet article traite du diabète de type 1, une forme de diabète sucré. Il existe d'autres types de diabètes : voir la page d'homonymie Diabète). En effet, des chercheurs de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) Laval et de l'Université McGill ont développé une nouvelle approche pour fabriquer un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit...) 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 résultats produits par les programmes...) 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 (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) et en nutriments pour survivre, souligne le responsable de l'étude, André Bégin-Drolet, du Département de génie mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de tout ce qui...) 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 (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de...) de sucrose, de glucose (Le glucose est un aldohexose, principal représentant des oses (sucres). Par convention, il est symbolisé par Glc. Il est directement...) 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 des...) 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...). 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 est constitué d’oxyde de silicium (silice SiO2) et de...) 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...) ou du sucre vitrifié."

Grâce à un modèle mathématique (Un modèle mathématique est une traduction de la réalité pour pouvoir lui appliquer les outils, les techniques et les théories mathématiques, puis généralement, en sens inverse, la traduction des résultats...) qu'ils ont développé, les chercheurs peuvent moduler le débit (Un débit permet de mesurer le flux d'une quantité relative à une unité de temps au travers d'une surface quelconque.) de la solution sucrée et le déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de défense...) 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 (Un système est fiable lorsque la probabilité de remplir sa mission sur une durée donnée correspond à celle spécifiée dans le cahier des charges.) 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 fabrication se faisait jadis soit à la main, soit par impression...) numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information ayant été quantifiée et échantillonnée, par opposition à une information dite...), 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, réparties dans...) 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 de manipuler des...) 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...). 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,...) utilisées pour l'étude du diabète (Le diabète présente plusieurs formes, qui ont toutes en commun des urines abondantes (polyurie). Le mot « diabète » vient du grec ancien dia-baïno, qui signifie...) 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 les...).

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.

Commentez et débattez de cette actualité sur notre forum Techno-Science.net. Vous pouvez également partager cette actualité sur Facebook, Twitter et les autres réseaux sociaux.
Icone partage sur Facebook Icone partage sur Twitter Partager sur Messenger Icone partage sur Delicious Icone partage sur Myspace Flux RSS
Source: Jean Hamann - Université Laval