Le robot souple F3DB a été testé à l’intérieur d’un côlon artificiel et d’un rein de porc.
La bio-impression tridimensionnelle utilise des bio-encres mélangées à des cellules vivantes pour imprimer des structures naturelles semblables à des tissus. Actuellement, cette technologie peut être appliquée à divers domaines de recherche, notamment l’ingénierie tissulaire et le développement de médicaments.
Aujourd’hui, les ingénieurs de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud à Sydney (UNSW Sydney) ont créé un minuscule bras robotique souple et adaptable qui peut imprimer en 3D des biomatériaux directement sur les organes internes.
Publiée dans Advanced Science le 19 février, cette recherche a été menée par le Dr Thanh Nho Do et son étudiante en doctorat, Mai Thanh Thai, en collaboration avec d’autres chercheurs de l’UNSW, dont le professeur Nigel Lovell, le Dr Hoang-Phuong Phan et le professeur associé Jelena Rnjak-Kovacina.
Le nouveau dispositif bio-imprimé en 3D, connu sous le nom de F3DB, peut transférer directement des biomatériaux multicouches sur la surface des organes et tissus internes. Ils ont testé le F3DB à l’intérieur d’un côlon artificiel et d’un rein de porc.
« Les techniques existantes de bio-impression 3D exigent que les biomatériaux soient fabriqués à l’extérieur du corps et leur implantation dans une personne nécessite généralement une grande chirurgie ouverte à champ libre, ce qui augmente les risques d’infection », a déclaré le Dr Do, maître de conférences à l’UNSW, dans un communiqué.
« Grâce à notre bioprinter 3D flexible, les biomatériaux peuvent être directement introduits dans les tissus ou les organes cibles par une approche peu invasive », a-t-il ajouté.
Comment cela fonctionne-t-il ?
Dotée d’une tête d’impression à trois axes, elle se monte directement sur l’extrémité d’un bras robotisé souple. La tête d’impression fonctionne de manière très similaire aux autres imprimantes 3D de bureau, puisqu’elle est constituée de muscles artificiels souples qui lui permettent de se déplacer en trois dimensions. Grâce à l’hydraulique, le bras robotique souple peut être plié et tordu à la longueur voulue. Sa rigidité peut être ajustée avec précision en utilisant différents types de tissus et de tubes élastiques, selon le communiqué de presse.
Lorsque des bio-impressions plus sophistiquées ou arbitraires sont nécessaires, la buse d’impression peut être manipulée manuellement ou programmée pour imprimer certaines formes. Les chercheurs ont également utilisé un contrôleur basé sur l’apprentissage automatique, qui peut aider à l’impression.
Comme un outil endoscopique
L’équipe de recherche a également montré comment le F3DB pourrait être utilisé comme un outil chirurgical endoscopique polyvalent pour effectuer diverses tâches. Selon eux, la dissection sous-muqueuse endoscopique, une procédure utilisée en chirurgie pour enlever certaines tumeurs, notamment le cancer colorectal, pourrait être particulièrement cruciale dans cette situation (ESD).
Par rapport aux outils chirurgicaux endoscopiques existants, « le F3DB développé a été conçu comme un outil endoscopique tout-en-un qui évite l’utilisation d’outils interchangeables qui sont normalement associés à un temps de procédure plus long et à des risques d’infection », a déclaré Mai Thanh Thai.
Après avoir reçu un brevet provisoire, la technologie va maintenant faire l’objet de tests in vivo sur des animaux réels pour voir comment elle fonctionne en situation réelle.