Les greffes de peau imprimées en 3D offrent de l’espoir pour la récupération après brûlure

Researchers at Linköping University unveiled 3D-printed skin grafts that contain living cells. Their work could one day enable burn victims and those suffering from severe skin injuries to regenerate their lost cells, achieving full recovery.  Here’s how this “skin in a syringe” has the potential to revolutionize burn treatments moving forward.

Pourquoi la régénération de la peau est importante

La peau est l’un des organes les plus étonnants de votre corps, mais c’est aussi 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 comprennent la régulation de la température de votre corps, la protection de vos autres organes et la fourniture d’une surface sûre pour ressentir le 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 chercher des moyens d’aider ceux qui perdent ou endommagent cet organe. Malheureusement, les brûlures graves sont l’une des façons les plus courantes dont les gens subissent des lésions cutanées irréparables. Les brûlures peuvent détruire plusieurs couches de peau, laissant le patient sans moyen de récupérer pleinement.

Greffes de peau

Notamment, les greffes de peau sont le moyen le plus courant par lequel les professionnels médicaux tentent de traiter les patients souffrant d’une perte épiderme sévère. La pratique de la greffe a été mentionnée dans des textes dès l’Égypte ancienne. Cependant, la pratique telle qu’on la connaît aujourd’hui remonte à 1869, lorsque Jacques‑Louis Reverdin a découvert la méthode que George David Pollock utilisera plus tard pour réaliser la première opération réussie en 1872.
Les greffes de peau consistent à appliquer une fine couche de cellules sur la zone brûlée. La couche transplantée diffère de l’originale en ce qu’elle ne contient qu’un seul type de cellule responsable de la repousse de l’épiderme, la couche la plus externe de la peau.

Limites des greffes de peau traditionnelles

Le problème des greffes de peau telles qu’elles sont réalisées 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 longs. La raison du tissu cicatriciel est que la méthode actuelle néglige le tissu dermique endommagé.

Le derme est une couche de peau plus complexe qui se situe directement sous l’épiderme. Cette couche comprend des nerfs, des vaisseaux sanguins, des follicules pileux et d’autres composants vitaux de votre peau. C’est cette couche qui confère à votre peau son élasticité et sa sensation naturelle, contrairement 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 le rend pratiquement impossible à 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 Regeneration¹, publiée dans Advanced Healthcare Materials, décrit une méthode novatrice pour aborder les greffes de peau.
Cette approche combine des cellules cultivées spécifiquement sur des perles de gélatine avec un gel d’acide hyaluronique pour permettre au patient de régénérer naturellement son derme, éliminant 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 quelles cellules aident le derme à croître. 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 à la régénération dermique pour plusieurs raisons. En particulier, elles produisent des composants cruciaux de la matrice extracellulaire (MEC), tels que l’élastine et le collagène. Ces composants donnent à votre peau son intégrité et maintiennent sa structure. Les fibroblastes offrent aux ingénieurs un autre avantage majeur. Ils peuvent être développés en d’autres types de cellules spécialisées, ouvrant la voie à leur utilisation dans diverses procédures à l’avenir.

Support de perles de gélatine

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

Source – Linköping University

Gel à viscosité variable (shear-thinning)

Pour obtenir cette structure supplémentaire, les ingénieurs ont mélangé les perles avec un gel d’acide hyaluronique. Le gel crée une réaction chimique, formant rapidement une liaison chimique solide. Cette synthèse chimique spécialisée est connue sous le nom de click chemistry.
Les scientifiques ont constaté qu’il était idéal car il offre des réactions simples et efficaces avec peu de sous‑produits ou de déchets. Ils ont noté que leur nouveau gel se solidifie lorsqu’il est soumis à une légère pression, comme celle exercée lorsqu’il est poussé à travers une seringue.

Structures cutanées imprimables en 3D

Cette approche ouvre la porte à une variété d’applications, allant des médecins guérissant les plaies avec des seringues de peau vivante, jusqu’à une imprimante 3D utilisant une buse spéciale pour aider ceux qui subissent des dommages catastrophiques de leur derme.

Test des greffes de peau imprimées en 3D

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

Résultats des tests des greffes de peau imprimées en 3D

Le résultat du test correspondait aux espoirs des ingénieurs. L’étude indique que les bioencres granulaire biphasique à ultra‑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 constitue une étape vitale dans la régénération.
Les implants ont été surveillés attentivement pendant plusieurs semaines après la procédure. Les ingénieurs ont découvert que les fibroblastes restaient actifs dans le gel pendant des semaines après l’impression. Ces données suggèrent que le derme répliqué sera suffisant pour la repousse tissulaire à long terme chez les victimes de brûlures.

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

Cette étude apporte de nombreux avantages à l’industrie. Tout d’abord, elle ouvre la porte à une compréhension plus approfondie du derme et de ses capacités de régénération. Le bioprinting 3D réussi de structures auto‑supportantes robustes et de constructions chargées de cellules pour la transplantation représente une étape majeure pour le secteur de la santé.

Fabrication personnalisée

Un autre avantage de cette étude est qu’elle permettra aux spécialistes de prélever des échantillons cellulaires chez les patients et de régénérer des parties vitales du derme ou d’autres cellules cutanées de manière plus précise. Ces cellules pourront ensuite être délivrées aux patients à l’aide de méthodes précises comme l’impression 3D, réduisant 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 le secteur de la santé. L’utilisation principale sera d’aider ceux qui subissent des blessures cutanées traumatiques comme les brûlures thermiques ou chimiques. Cette étude ouvre la porte à une récupération complète, contrairement aux méthodes actuelles qui laissent des cicatrices permanentes et des dommages nerveux.

Chirurgie esthétique

Une autre application de cette technologie sera dans le secteur de la chirurgie esthétique. Cette technologie pourrait être adaptée pour fournir du collagène supplémentaire et de l’élasticité à la peau vieillissante. Puisqu’elle offre une façon naturelle pour le derme de se reconstruire, elle offrirait de meilleurs résultats que les méthodes actuelles qui visent à ralentir les effets du vieillissement.

Calendrier d’utilisation clinique

Vous pouvez vous attendre à ce que les greffes de peau imprimées en 3D deviennent une pratique courante dans les 10 à 15 prochaines années. Il reste encore beaucoup de recherches à mener sur les effets à long terme de cette procédure, y compris les tests sur des patients humains. Toutes ces tâches prendront plusieurs années. Cependant, après les essais cliniques, les victimes de brûlures pourraient accéder à cette procédure révolutionnaire.

Chercheurs des greffes de peau imprimées en 3D

L’étude sur les greffes de peau imprimées en 3D a été organisée par l’Université de Linköping et le Centre de médecine d’urgence et de traumatologie, situés en Suède. L’article répertorie 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.
Soutien financier de l’étude provenant de la Fondation Erling-Persson, du Conseil européen de la recherche, du Conseil suédois de la recherche 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 souhaitent commercialiser leur peau dans une seringue. Selon leur article, les prochaines étapes incluront le test de la technologie sur un modèle de plaie porcine, ce qui devrait fournir des informations précieuses sur le processus sur la peau humaine.
Il est intéressant de noter que ce travail est lié à une autre étude de l’équipe, qui a révélé une méthode novatrice pour former des filaments d’hydrogel élastiques avec 98 % de teneur en eau. Ces petits tubes pourraient servir de vaisseaux sanguins artificiels, que les ingénieurs espèrent pouvoir coupler avec leur peau imprimée en 3D pour offrir une récupération complète.

Investir dans la HealthTech

De nombreuses entreprises continuent de travailler à la création de meilleures greffes de peau. Ces entreprises ont investi beaucoup de financement et d’efforts en R&D dans le but de créer les greffes de peau les plus durables et réalistes possibles. Voici une entreprise qui vise à pionnier l’application et le développement des greffes à l’avenir.

Avita Medical Inc

Avita Medical Inc., basée en Australie, (RCEL ) est entrée sur le marché en 1993 sous le nom de Clinical Cell Culture (C3). Le chercheur avancé en greffes de peau était le fruit du spécialiste des brûlures Dr Fiona Wood et de l’ingénieure Marie Stoner. Leur objectif était de créer une technologie de « peau en pulvérisation » 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 l’entreprise à renforcer sa position sur le marché. En 2018, l’entreprise a obtenu l’approbation de la FDA aux États-Unis, marquant une étape majeure.
Depuis lors, Avita Medical a renforcé sa position sur les marchés de l’UE et des États‑Unis. En 2024, elle a lancé plusieurs nouveaux produits, dont PermeaDerm et Cohealyx, s’étendant aux biosynthétiques et aux plateformes de croissance du collagène.

Dernières nouvelles et développements boursiers d’Avita Medical (RCEL)

Greffes de peau imprimées en 3D | Conclusion

L’étude sur les greffes de peau imprimées en 3D représente une percée dans la thérapie des victimes de brûlures. Cette recherche révolutionnaire ouvre la porte à ceux qui souffrent de brûlures défigurantes pour obtenir une récupération complète. Cela pourrait également permettre à d’autres patients gravement blessés de bénéficier d’une seconde chance d’une vie normale. Pour ces raisons et bien d’autres, cette équipe mérite une ovation debout.
Découvrez d’autres technologies de santé innovantes ici.

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}