Les greffes de peau imprimées en 3D offrent de l’espoir pour la récupération des brûlures

Les chercheurs de l’Université de Linköping ont présenté des greffes de peau imprimées en 3D contenant des cellules vivantes. Leur travail pourrait un jour permettre aux victimes de brûlures et à ceux qui souffrent de lésions cutanées graves de régénérer leurs cellules perdues, atteignant ainsi une récupération complète. Voici comment ce « peau dans une seringue » a le potentiel de révolutionner les traitements des brûlures à l’avenir.

Pourquoi la régénération de la peau est importante

La peau est l’un des organes les plus incroyables de votre corps, mais c’est également l’un des moins compris. Votre peau représente environ 15% de votre poids corporel total et est responsable d’une variété de fonctions biologiques cruciales. Ces tâches incluent la régulation de la température de votre corps, la protection de vos autres organes et la fourniture d’une surface sûre pour ressentir la sensation du toucher.

Aider les victimes de brûlures

Étant donné l’importance de la peau pour vos fonctions corporelles, il n’est pas surprenant que les chercheurs aient passé beaucoup de temps à essayer de trouver des moyens d’aider ceux qui perdent ou endommagent cet organe. Malheureusement, les brûlures graves sont l’une des principales causes de lésions cutanées irréparables. Les brûlures peuvent détruire plusieurs couches de peau, laissant le patient sans moyen de récupérer complètement.

Greffe de peau

Notamment, les greffes de peau sont la méthode la plus courante utilisée par les professionnels de la santé pour traiter les patients souffrant de pertes épidermiques graves. La pratique de la greffe a été mentionnée dans des textes datant de l’Égypte ancienne. Cependant, la pratique telle que nous la connaissons aujourd’hui peut être retracée à 1869, lorsque Jacques-Louis Reverdin a découvert la méthode que George David Pollock utiliserait plus tard pour effectuer la première opération réussie en 1872.

Les greffes de peau sont le processus d’application d’une fine couche de cellules sur la zone brûlée. La couche transplantée diffère de l’originale en ce qu’elle contient un seul type de cellule responsable de la repousse de l’épiderme, la couche externe de la peau.

Limitations des greffes de peau traditionnelles

Le problème avec les greffes de peau telles qu’elles sont pratiquées aujourd’hui est qu’elles ne se concentrent que sur l’épiderme. Cette approche peut entraîner la formation de tissu cicatriciel et des temps de récupération plus lents. La raison de la formation de tissu cicatriciel est que la méthode actuelle ignore le tissu dermique endommagé.

Le derme est une couche de peau plus complexe qui réside directement sous l’épiderme. Cette couche se compose de nerfs, de vaisseaux sanguins, de follicules pileux et d’autres composants vitaux de votre peau. C’est cette couche qui donne à votre peau son élasticité et son aspect naturel par opposition au tissu cicatriciel.

Les scientifiques ont longtemps tenté de recréer le derme, mais n’ont pas réussi à accomplir cette tâche en laboratoire. Malheureusement, la complexité du derme rend pratiquement impossible de le dupliquer en laboratoire. En reconnaissant ces restrictions, les ingénieurs ont conçu une autre approche, plus efficace.

Étude sur les greffes de peau imprimées en 3D

L’étude Biphasic Granular Bioinks for Biofabrication of High Cell Density Constructs for Dermal Regeneration ¹, publiée dans Advanced Healthcare Materials, décrit une nouvelle méthode pour aborder les greffes de peau.

Cette approche combine des cellules cultivées à dessein sur des perles de gélatine avec un gel d’acide hyaluronique pour permettre au patient de régénérer son derme naturellement, éliminant ainsi le tissu cicatriciel et améliorant les résultats de récupération.

Rôle des fibroblastes dans la régénération de la peau

Les ingénieurs ont commencé leur travail en examinant les cellules qui aident le derme à grandir. Ils ont noté que la cellule la plus courante, les fibroblastes, pouvait agir comme catalyseur de la repousse. Les fibroblastes sont un tissu conjonctif offrant prévisibilité et accessibilité aux chercheurs.

Ces cellules sont essentielles pour la régénération dermique pour plusieurs raisons. Plus précisément, elles produisent des composants cruciaux du ECM, tels que l’élastine et le collagène. Ces composants donnent à votre peau son intégrité et maintiennent sa structure. Les cellules de fibroblastes offrent aux ingénieurs un autre avantage majeur. Elles peuvent être développées en d’autres types de cellules spécialisées, ouvrant ainsi la porte à leur utilisation dans diverses procédures à venir.

Scaffolding de perles de gélatine

Les scientifiques devaient ensuite déterminer sur quoi faire pousser les cellules. Ils ont déterminé que l’utilisation de perles de gélatine poreuses permettrait aux cellules de mûrir correctement. La petite taille et la flexibilité de ces perles de gélatine leur permettent de s’adapter à n’importe quelle forme ou forme requise pour les traitements. Cependant, elles manquaient de structure pour rester en place une fois dispensées.

Source – Linköping University

Gel à cisaillement

Pour atteindre cette structure supplémentaire, les ingénieurs ont mélangé les perles avec un gel d’acide hyaluronique. Le gel crée une réaction chimique, formant rapidement un lien chimique solide. Cette synthèse chimique spécialisée est connue sous le nom de chimie de clic.

Les scientifiques ont constaté qu’il était idéal car il offre des réactions simples et efficaces avec un minimum de sous-produits ou de déchets. Ils ont noté que leur nouvelle création de gel se solidifie lorsqu’elle est exposée à une pression légère, comme celle reçue lorsqu’elle est injectée à travers une seringue.

Structures de peau imprimables en 3D

Cette approche ouvre la porte à une variété d’applications, allant de la guérison des plaies avec des seringues de peau vivante, jusqu’à l’utilisation d’une imprimante 3D avec une buse spéciale pour aider ceux qui souffrent de dommages catastrophiques à leur derme.

Test des greffes de peau imprimées en 3D

Les ingénieurs ont utilisé la rhéologie oscillatoire et la micrographie électronique à balayage 3D pour tester leur théorie. Dans le cadre de la phase de test, des souris de laboratoire ont reçu des disques 3D imprimés en petite quantité sous la peau. Cette approche a permis aux ingénieurs de surveiller la repousse du derme à l’aide de plusieurs méthodes.

Résultats des tests des greffes de peau imprimées en 3D

Les résultats des tests sont conformes aux espoirs des ingénieurs. L’étude note que les bio-encres granulaires biphasiques à haute densité cellulaire pour la régénération dermique se sont intégrées mieux que les greffes de peau traditionnelles. De plus, ils ont constaté que l’implant avait développé de nouveaux vaisseaux sanguins, ce qui est une étape cruciale dans la régénération.

Les implants ont été surveillés pendant plusieurs semaines après la procédure. Les ingénieurs ont constaté que les fibroblastes sont restés actifs dans le gel pendant des semaines après l’impression. Ces données suggèrent que le derme reproduit suffira pour une repousse tissulaire à long terme chez les victimes de brûlures.

Avantages de l’étude sur les greffes de peau imprimées en 3D

Il existe de nombreux avantages que cette étude apporte à l’industrie. Tout d’abord, elle ouvre la porte à une compréhension plus approfondie du derme et de ses capacités de régénération. La bio-impression 3D réussie de structures robustes autoportantes et de constructions chargées de cellules pour la transplantation représente un jalon majeur pour le secteur des soins de santé.

Fabrication personnalisée

Un autre avantage de cette étude est qu’elle permettra aux spécialistes de prélever des échantillons de cellules chez les patients et de régénérer plus précisément les parties vitales du derme ou d’autres cellules cutanées. Ces cellules peuvent ensuite être délivrées aux patients à l’aide de méthodes précises comme l’impression 3D, réduisant ainsi le coût global des traitements futurs.

Applications et calendrier pour les greffes de peau imprimées en 3D

Il existe de nombreuses applications pour cette technologie dans l’industrie des soins de santé. L’utilisation principale sera d’aider ceux qui souffrent de lésions cutanées graves comme les brûlures par le feu ou les produits chimiques. Cette étude ouvre la porte à une récupération complète, plutôt que les méthodes actuelles qui laissent des cicatrices et des dommages nerveux à vie.

Chirurgie esthétique

Une autre application de cette technologie sera dans le secteur de la chirurgie esthétique. Cette technologie pourrait être adaptée pour aider à fournir du collagène et de l’élasticité à la peau à mesure qu’elle vieillit. Puisqu’elle offre un moyen naturel pour le derme de se reconstruire, elle offrirait de meilleurs résultats que les méthodes actuelles qui reposent sur le ralentissement des effets du vieillissement.

Calendrier pour une utilisation clinique

Vous pouvez vous attendre à voir les greffes de peau imprimées en 3D devenir une pratique courante dans les 10 à 15 prochaines années. Il reste encore beaucoup de recherche à effectuer sur les effets à long terme de cette procédure, notamment des tests sur des patients humains. Toutes ces tâches prendront des années à être achevées. Cependant, après les tests cliniques, les victimes de brûlures pourraient avoir accès à cette procédure révolutionnaire.

Chercheurs sur les greffes de peau imprimées en 3D

L’étude sur les greffes de peau imprimées en 3D a été menée par l’Université de Linköping et le Centre de médecine des catastrophes et de traumatologie, situé en Suède. L’article cite Johan Junker, Daniel Aili, Rozalin Shamasha, Sneha Kollenchery Ramanathan, Kristin Oskarsdotter, Fatemeh Rasti Boroojeni, Aleksandra Zielińska, Sajjad Naeimipour, Philip Lifwergren, Nina Reustle, Lauren Roberts, Annika Starkenberg, Gunnar Kratz, Peter Apelgren, Karin Säljö, Jonathan Rakar et Lars Kölby comme contributeurs à cette étude.

Le soutien financier pour l’étude est venu de la Fondation Erling-Persson, du Conseil européen de la recherche, du Conseil de recherche suédois et de la Fondation Knut et Alice Wallenberg.

Source – Linköping University

Avenir des greffes de peau imprimées en 3D

Les ingénieurs ont encore beaucoup de travail à faire s’ils veulent mettre leur peau dans une seringue sur les marchés. Selon leur article, les prochaines étapes consisteront à tester la technologie sur un modèle de plaie porcine, ce qui devrait fournir des informations précieuses sur le processus sur la peau humaine.

Intéressant, ce travail est lié à l’autre étude de l’équipe, qui a révélé une nouvelle méthode pour former des fils d’hydrogel élastique avec un contenu d’eau de 98 %. Ces petits tubes pourraient agir comme des vaisseaux sanguins artificiels, que les ingénieurs espèrent pourraient fonctionner en tandem avec leur peau imprimée en 3D pour offrir une récupération complète.

Investir dans la HealthTech

Il existe de multiples sociétés qui travaillent à la création de meilleures greffes de peau. Ces sociétés ont investi beaucoup de fonds et d’efforts dans la R&D dans le but de créer les greffes de peau les plus durables et les plus réalistes possibles. Voici une société qui vise à être pionnière dans l’application et le développement de greffes à l’avenir.

Avita Medical Inc

La société australienne Avita Medical Inc. (RCEL ) est entrée sur le marché en 1993 sous le nom de Clinical Cell Culture (C3). Le chercheur de greffes de peau avancées était le fruit du travail du spécialiste des brûlures Dr Fiona Wood et de l’ingénieur Marie Stoner. Leur objectif était de créer une technologie de « peau pulvérisée » qui accélérerait les traitements des victimes de brûlures.

En 2005, Avita Medical a reçu l’approbation pour offrir son système RECELL sur les marchés de l’UE. Cette approbation a aidé la société à élargir sa position sur le marché. En 2018, la société a obtenu l’approbation de la FDA aux États-Unis, marquant un jalon important.

Depuis lors, Avita Medical a renforcé sa position sur le marché dans les marchés de l’UE et des États-Unis. En 2024, elle a sorti plusieurs nouveaux produits, notamment PermeaDerm et Cohealyx, en élargissant ses activités dans les biosynthétiques et les plateformes de croissance du collagène.

Dernières actualités et développements sur Avita Medical (RCEL)

Greffe de peau imprimée en 3D | Conclusion

L’étude sur les greffes de peau imprimées en 3D représente une avancée dans le traitement des victimes de brûlures. Cette recherche révolutionnaire ouvre la porte à ceux qui souffrent de brûlures défigurantes pour faire une récupération complète. Cela pourrait également conduire à d’autres patients gravement blessés à recevoir une seconde chance à une vie normale. Pour ces raisons et bien d’autres, cette équipe mérite une ovation debout.

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Références :

^{1. R. Shamasha, S. K. Ramanathan, K. Oskarsdotter, F. R. Boroojeni, A. Zielińska, S. Naeimipour, P. Lifwergren, N. Reustle, L. Roberts, A. Starkenberg, G. Kratz, P. Apelgren, K. Säljö, J. Rakar, L. Kölby, D. Aili, J. Junker, Biphasic Granular Bioinks for Biofabrication of High Cell Density Constructs for Dermal Regeneration. Adv. Healthcare Mater. 2025, 2501430. https://doi.org/10.1002/adhm.202501430}