Les tissus humains fabriqués jouent un rôle petit mais croissant en médecine. La peau artificielle peut être utilisée chez des patients opérés ou brûlés, des artères artificielles ont été utilisées pour réparer un écoulement sanguin obstrué et des trachées artificielles entières ont même été implantées chez des patients dont les voies respiratoires étaient défaillantes. Au fur et à mesure que la science avance, les chercheurs espèrent être en mesure de concevoir des organes entiers, tels que le cœur ou le foie.
Mais l'ingénierie tissulaire n'est pas facile. Il s’agit d’abord de créer un «échafaudage» pour la croissance des tissus. L'échafaudage est généralement fabriqué selon un processus appelé «électrofilage», qui consiste à utiliser un champ électrostatique pour lier des matériaux ensemble. Dans certains cas, l'échafaudage peut être implanté avec le tissu et il se dissoudra dans le corps au fil du temps. Cependant, l'électrofilature peut être un processus lent et coûteux, rendant difficile la création de tissus à grande échelle nécessaires à la recherche médicale et à ses applications.
Et si, se demandaient les chercheurs, fabriquer un échafaudage était aussi simple que, par exemple, fabriquer des chaussettes?
«Nous avons commencé à penser:" pourrions-nous examiner d'autres pratiques standard de l'industrie qui fabriquent d'autres matériaux, tels que les textiles? ", Déclare Elizabeth Loboa, doyenne du College of Engineering de l'Université du Missouri.
Voyant que les textiles et les tissus humains ne sont pas si différents, Loboa et son équipe ont travaillé avec des chercheurs de l'université de Caroline du Nord et du College of Textiles de l'université de Caroline du Nord pour étudier le potentiel de fabrication d'échafaudages des procédés de fabrication de textile traditionnels.
Les chercheurs ont étudié trois méthodes courantes de fabrication de textiles: le soufflage en fusion, le filage et le cardage. Le soufflage à l'état fondu implique l'utilisation d'air à haute pression pour souffler de la résine polymère chaude dans une bande de fibres fines. Spunbonding est similaire, mais utilise moins de chaleur. Le cardage sépare les fibres à travers des rouleaux, créant ainsi une toile de textile.
Cette image tachée montre différentes techniques textiles utilisées pour réaliser des échafaudages. (Université du Missouri) «Ce sont des procédés très couramment utilisés dans l'industrie textile. Ils sont donc déjà des procédés de fabrication standard et pertinents sur le plan commercial», explique Loboa.
L'équipe a utilisé de l'acide polylactique, un type de plastique biodégradable, pour créer les échafaudages et les a ensemencés avec des cellules souches humaines à l'aide des différentes techniques textiles. Ils ont ensuite attendu pour voir si les cellules commençaient à se différencier en différents types de tissus.
Les résultats étaient prometteurs. Les techniques textiles étaient efficaces et plus abordables que l’électrofilage. L’équipe a estimé qu’un mètre carré d’échafaudage électrofiltre coûtait entre 2 et 5 dollars, alors que l’échantillon de même taille fabriqué à l’aide de techniques textiles ne coûtait que 0, 30 à 3 dollars. Les techniques textiles fonctionnent également beaucoup plus rapidement que l'électrofilage.
Le prochain défi de l'équipe sera de voir comment les échafaudages fonctionnent en action, ce qui impliquera des études sur des animaux. Les chercheurs doivent également réduire la taille des fibres de l'échafaudage en textile afin de mieux ressembler à la matrice extracellulaire du corps humain ou au réseau de molécules qui favorisent la croissance cellulaire. Les échafaudages Electrospun produisent de très petites fibres, ce qui explique en partie la popularité de cette méthode. les méthodes textiles semblent produire des fibres plus grosses.
À l'avenir, Loboa espère pouvoir produire de plus grandes quantités d'échafaudages pour permettre la croissance de la peau, des os, de la graisse et plus encore. Ces tissus pourraient aider à réparer les membres des soldats blessés, dit Loboa, ou aider les bébés nés sans certaines parties du corps.
«Nous devons vraiment trouver des moyens de faire en sorte que cela réussisse chez nos patients», dit-elle.
