How to 3D print human tissue - Taneka Jones

Traducteur: Diane Argoud Relecteur: eric vautier

There are currently hundreds of thousands of people on transplant lists,

Il y a actuellement des centaines de milliers d'individus en attente de greffe,

waiting for critical organs like kidneys, hearts, and livers

notamment pour des organes vitaux comme un rein, un cœur ou un foie,

that could save their lives.

ce qui pourrait sauver leur vie.

Unfortunately,

Malheureusement,

there aren’t nearly enough donor organs available to fill that demand.

on est loin d'avoir assez de donneurs d'organes pour répondre à la demande.

What if instead of waiting,

Et si, au lieu d'attendre,

we could create brand-new, customized organs from scratch?

on pouvait créer des organes tout neufs, sur mesure, de A à Z ?

That’s the idea behind bioprinting,

C'est le principe de la bio-impression,

a branch of regenerative medicine currently under development.

une branche de la médecine régénérative, actuellement en train d'être développée.

We’re not able to print complex organs just yet,

Nous ne sommes pas encore en mesure d'imprimer des organes complexes

but simpler tissues including blood vessels and tubes

mais des tissus plus simples comme des vaisseaux sanguins et des canaux

responsible for nutrient and waste exchange

qui se chargent de l'équilibre entre nutriments et déchets

are already in our grasp.

sont déjà à notre portée.

Bioprinting is a biological cousin of 3-D printing,

La bio-impression est l'équivalent biologique de l'impression 3D,

a technique that deposits layers of material on top of each other

une technique qui superpose des couches de matériau les unes sur les autres,

to construct a three-dimensional object one slice at a time.

afin de créer un objet en trois dimensions une couche à la fois.

Instead of starting with metal, plastic, or ceramic,

Au lieu de commencer avec du métal, du plastique ou de la céramique,

a 3-D printer for organs and tissues uses bioink:

une imprimante 3D pour des organes et des tissus utilise de l'encre biologique :

a printable material that contains living cells.

un matériau imprimable qui contient des cellules vivantes.

The bulk of many bioinks are water-rich molecules called hydrogels.

L'essentiel des bio-encres sont des molécules riches en eau : les hydrogels.

Mixed into those are millions of living cells

À ces hydrogels sont ajoutés des millions de cellules vivantes,

as well as various chemicals that encourage cells to communicate and grow.

ainsi que différents produits chimiques qui incitent les cellules à se développer.

Some bioinks include a single type of cell,

Certaines bio-encres sont composées d'un seul type de cellule,

while others combine several different kinds to produce more complex structures.

tandis que d'autres en allient plusieurs pour produire une structure plus complexe.

Let’s say you want to print a meniscus,

Imaginons que l'on veuille imprimer un ménisque,

which is a piece of cartilage in the knee

une partie du genou faite de cartilage

that keeps the shinbone and thighbone from grinding against each other.

qui empêche le tibia et le fémur de frotter l'un à l'autre.

It’s made up of cells called chondrocytes,

Il est composé de cellules appelées chondrocytes,

and you’ll need a healthy supply of them for your bioink.

dont il faudra un nombre important pour l'encre biologique.

These cells can come from donors whose cell lines are replicated in a lab.

Ces cellules peuvent provenir de donneurs, et seront reproduites en laboratoire.

Or they might originate from a patient’s own tissue

Ou bien elles peuvent provenir des propres tissus du patient

to create a personalized meniscus less likely to be rejected by their body.

afin de créer un ménisque personnalisé, moins à risque d'être rejeté par le corps.

There are several printing techniques,

Il y a plusieurs techniques d'impression

and the most popular is extrusion-based bioprinting.

et la plus populaire est la bio-impression par extrusion.

In this, bioink gets loaded into a printing chamber

Pour celle-ci, la bio-encre est chargée dans une chambre d'impression

and pushed through a round nozzle attached to a printhead.

et passe à travers un embout rond, attaché à une tête d'impression.

It emerges from a nozzle that’s rarely wider than 400 microns in diameter,

Elle sort d'un embout dont le diamètre ne dépasse que rarement les 400 microns,

and can produce a continuous filament

et qui peut produire un filament en continu

roughly the thickness of a human fingernail.

dont l'épaisseur approche celle d'un ongle humain.

A computerized image or file guides the placement of the strands,

Une image ou un fichier informatisé guide le placement des fils,

either onto a flat surface or into a liquid bath

soit sur une surface plane, soit dans un récipient rempli de liquide

that’ll help hold the structure in place until it stabilizes.

afin d'aider à maintenir la structure en place jusqu'à ce qu'elle soit stable.

These printers are fast, producing the meniscus in about half an hour,

Ces imprimantes sont rapides et produisent le ménisque en environ une demi-heure,

one thin strand at a time.

en imprimant un fil fin à la fois.

After printing, some bioinks will stiffen immediately;

Après l'impression, certaines bio-encres deviennent solides immédiatement.

others need UV light or an additional chemical or physical process

D'autres ont besoin de lumière UV, ou d'un autre processus chimique ou physique

to stabilize the structure.

pour pouvoir stabiliser la structure.

If the printing process is successful,

Si le processus d'impression a fonctionné,

the cells in the synthetic tissue

les cellules du tissu synthétique vont développer le même comportement

will begin to behave the same way cells do in real tissue:

que les cellules dans du vrai tissu :

signaling to each other, exchanging nutrients, and multiplying.

envoi de signaux les unes aux autres, échange de nutriments et multiplication.

We can already print relatively simple structures like this meniscus.

Nous pouvons déjà imprimer des structures assez simples, comme ce ménisque.

Bioprinted bladders have also been successfully implanted,

Des vessies bio-imprimées ont également été greffées avec succès,

and printed tissue has promoted facial nerve regeneration in rats.

et des tissus imprimés ont contribué à régénérer les nerfs faciaux chez les rats.

Researchers have created lung tissue, skin, and cartilage,

Des chercheurs ont créé de la peau, du tissu pulmonaire, du cartilage,

as well as miniature, semi-functional versions of kidneys, livers, and hearts.

et des mini-versions quasi-fonctionnelles de reins, de foies et de cœurs.

However, replicating the complex biochemical environment

Cependant, parvenir à reproduire l'environnement biochimique complexe

of a major organ is a steep challenge.

d'un organe vital constitue un défi de taille.

Extrusion-based bioprinting may destroy

La bio-impression par extrusion peut parfois détruire

a significant percentage of cells in the ink if the nozzle is too small,

un pourcentage significatif des cellules dans l'encre si l'embout est trop petit,

or if the printing pressure is too high.

ou si la pression de l'impression est trop élevée.

One of the most formidable challenges

L'un des défis les plus impressionnants

is how to supply oxygen and nutrients to all the cells in a full-size organ.

est de fournir de l'oxygène et des nutriments

à chaque cellule d'un organe à taille réelle.

That’s why the greatest successes so far

C'est pourquoi, jusqu'à présent, les réussites majeures

have been with structures that are flat or hollow—

ont été accomplies avec des structures plates, ou creuses,

and why researchers are busy developing ways

et c'est pourquoi les scientifiques cherchent

to incorporate blood vessels into bioprinted tissue.

à inclure des vaisseaux sanguins aux tissus bio-imprimés.

There’s tremendous potential to use bioprinting

La bio-impression a un potentiel énorme

to save lives and advance our understanding

pour sauver des vies et développer notre savoir

of how our organs function in the first place.

concernant le fonctionnement de base de nos organes.

And the technology opens up a dizzying array of possibilities,

La technologie ouvre un champ de possibilités à donner le vertige,

such as printing tissues with embedded electronics.

comme l'impression de tissus avec des systèmes électroniques intégrés.

Could we one day engineer organs that exceed current human capability,

Pourra-t-on un jour développer des organes qui surpasseront nos capacités actuelles,

or give ourselves features like unburnable skin?

ou nous fournir une peau qu'on ne peut pas brûler ?

How long might we extend human life by printing and replacing our organs?

À quel point pourra-t-on rallonger nos vies

en imprimant et remplaçant nos organes ?

And exactly who—and what—

Et qui, et quoi, précisément

will have access to this technology and its incredible output?

pourra avoir accès à cette technologie et à ses résultats incroyables ?