Des scientifiques créent le premier modèle de cœur humain grandeur nature imprimé en 3D

Des scientifiques créent le premier modèle de cœur humain grandeur nature imprimé en 3D

Des chercheurs américains affirment avoir créé le premier modèle de cœur humain grandeur nature en utilisant la technologie d’impression 3D.

Le modèle a été réalisé avec une imprimante 3D spécialement développée qui utilise des biomatériaux pour produire une structure et des tissus similaires à un vrai cœur humain.

Les chercheurs affirment que le modèle de cœur peut être un outil utile pour former les professionnels médicaux aux opérations liées à la fonction cardiaque humaine. Il pourrait également servir de base à de nouvelles recherches sur les moyens d’utiliser la technologie d’impression 3D pour produire des cœurs entièrement opérationnels à remplacer chez les gens.

La recherche a été dirigée par une équipe d’ingénieurs de l’université américaine Carnegie Mellon. Les résultats ont été récemment publiés dans un article paru dans ACS Biomaterials Science and Engineering.

L’équipe était dirigée par le professeur d’ingénierie biomédicale Adam Feinberg. L’équipe avait déjà développé une imprimante 3D capable de « bio-imprimer » du collagène. Le collagène est la principale protéine structurelle que l’on trouve dans les tissus de l’ensemble du corps humain.

Le but du dernier projet était d’utiliser cette même technologie de bio-impression pour créer un modèle réaliste, en taille réelle, d’un cœur humain.

Feinberg a déclaré dans un communiqué que son équipe était en mesure de créer un tel modèle que les médecins peuvent examiner attentivement pour préparer les opérations cardiaques. Mais les modèles nouvellement créés permettent également aux médecins de « manipuler » le cœur, afin d’expérimenter des réactions similaires à celles du travail avec des tissus réels, a-t-il ajouté.

Les scientifiques ont déjà réalisé des modèles imprimés en 3D du cœur humain. Mais ces modèles étaient faits de substances plus dures – comme le plastique ou le caoutchouc – qui n’étaient pas efficaces pour copier le matériau des tissus mous que l’on trouve dans le cœur humain.

Le nouveau processus d’impression 3D n’était pas non plus facile, a déclaré l’équipe de Carnegie Mellon. Cela s’explique par le fait que les matériaux mous, comme le collagène, commencent par être liquides. Lorsque de telles substances sont imprimées dans l’air, elles s’effondrent rapidement au cours du processus.

Les chercheurs ont donc imaginé leur propre méthode pour imprimer en 3D des matériaux mous. La méthode utilise une substance gélatineuse pour entourer les structures pendant l’impression afin qu’elles ne s’effondrent pas.

Le nouveau modèle de cœur de l’équipe est fabriqué à partir d’un matériau appelé alginate, une substance douce et naturelle fabriquée à partir d’algues. Les chercheurs affirment que l’alginate a des propriétés très similaires aux tissus qui composent le cœur humain.

Par exemple, les chercheurs ont testé le matériau imprimé en 3D avec des sutures, que les médecins utilisent pour refermer les plaies pendant les opérations. L’équipe a déclaré que l’alginate était capable de s’étirer pour soutenir les sutures.

Une fois qu’ils ont perfectionné le processus, les chercheurs ont apporté des modifications supplémentaires à l’imprimante 3D pour produire des objets plus grands. Ils ont pu utiliser les images IRM d’un patient pour modéliser et imprimer un cœur humain de taille réelle. IRM signifie imagerie par résonance magnétique, un système permettant de produire des images électroniques des organes à l’intérieur du corps.

L’équipe de Feinberg a également expérimenté des morceaux de tissu conçus pour copier la fonction de chaque élément du cœur – comme les valves qui s’ouvrent et se ferment et les vaisseaux sanguins réalistes.

Les chercheurs affirment avoir également réussi à imprimer en 3D un modèle d’artère cardiaque qui pourrait être utilisé pour former les médecins. Le groupe affirme que les mêmes méthodes pourraient être utilisées pour créer d’autres modèles d’organes réalistes, comme des foies ou des reins.

L’ancien étudiant de Carnegie Mellon Eman Mirdamadi était un autre chercheur principal du projet. Il a admis que des « obstacles majeurs » empêchent encore le processus de bio-impression de produire un cœur humain fonctionnel de taille réelle. Mais les derniers progrès contribuent à établir le « fondement » de tels efforts, a-t-il déclaré dans un communiqué.

Je suis Bryan Lynn.

Bryan Lynn a écrit cette histoire pour VOA Learning English, sur la base de rapports de Carnegie Mellon et ACS Biomaterials Science and Engineering. était le rédacteur en chef.

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Mots de cette histoire

Imprimer en 3D – n. le processus d’impression d’un objet solide à partir d’un modèle numérique en imprimant de nombreuses couches distinctes de l’objet

Fonction – n. la façon dont quelque chose fonctionne ou opère

manipuler – v. contrôler quelque chose avec les mains

Gélatine – n. substance transparente fabriquée à partir d’os d’animaux et utilisée pour fabriquer certains aliments et d’autres substances

algues – n. f. type de plante qui pousse dans la mer

suture – n. f. point de suture utilisé pour recoudre une coupure ou une plaie dans le corps d’une personne

valve – n. f. partie du cœur qui contrôle la quantité de sang qui circule

artère – n. f. tube épais qui transporte le sang depuis le cerveau jusqu’au cerveau. un tube épais qui transporte le sang du cœur vers d’autres parties du corps

Travail de fond – n. f. un problème qui doit être résolu avant que d’autres progrès soient réalisés

Travail de fond – n. travail qui est fait en préparation du travail qui sera fait plus tard

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