News

NanoOne Bio montre des capacités de bio-impression 2PP avec des cellules vivantes »3dpbm

Rédigé par Dvd3d

Restez au courant de tout ce qui se passe dans le monde merveilleux de la FA via notre communauté LinkedIn.

La combinaison d’une imprimante 3D à photopolymérisation à 2 photons (2PP) avec une bioinque innovante à base d’hydrogel permet l’impression directe de structures 3D contenant des cellules vivantes à la fois à l’échelle méso et microscopique. Développée par UpNano GmbH (basée à Vienne, Autriche), la NanoOne Bio est une imprimante basée sur la gamme à succès NanoOne d’imprimantes 3D à 2 photons alimentées par laser capables de construire des structures sur 12 ordres de grandeur. Le nouvel hydrogel a été développé avec Xpect INX (basé à Gand, Belgique), une spin-off d’une fondation spécialisée dans le développement de matériaux biocompatibles pour l’industrie de (bio-) impression 3D. C’est la seule résine disponible dans le commerce qui permet d’incorporer des cellules vivantes directement à partir d’une plaque de culture dans des structures imprimées en 3D très précises pour des applications biologiques.

Les cultures cellulaires bidimensionnelles sont la norme dans la R&D préclinique pharmaceutique et dans la recherche biomédicale en général, depuis de nombreuses décennies. Cependant, de plus en plus de preuves démontrent que ces modèles représentent mal l’interaction cellulaire au niveau 3D dans les systèmes vivants. Par conséquent, le développement de médicaments basé sur des systèmes 2D est souvent malavisé, ce qui entraîne des milliards de dollars de coûts de R&D infructueux. Jusqu’à présent, la construction de structures 3D complexes et très précises avec des cellules vivantes intégrées a été entravée par le manque de matériaux et de systèmes d’impression appropriés. Grâce au développement conjoint d’un nouveau Bioink à base d’hydrogel par Xpect INX et UpNano en combinaison avec le nouveau modèle d’impression d’UpNano, cet effort est maintenant devenu réalité.

NanoOne Bio montre des capacités de bio-impression 2PP avec des cellules vivantes %% sep %% 3dpbm

Machines et matériaux ensemble

«Les compétences combinées d’UpNano dans le développement de dispositifs d’impression 3D et de Xpect INX dans la conception de matériaux innovants pour l’impression 3D se sont bien gélifiées», commente Peter Gruber, responsable de la technologie et co-fondateur d’UpNano. «Nous avons co-développé X Hydrobio INX © U200, un hydrogel hautement biocompatible, et en même temps nous proposons un appareil d’impression 3D à 2 photons qui offre la plus large gamme de dimensions imprimées sur le marché».

X Hydrobio INX U200 est un hydrogel hydrosoluble qui permet le transfert de cultures cellulaires à partir de plaques de culture 2D dans des structures 3D complexes. «Le X Hydrobio INX U200 à base de gélatine a été spécialement développé pour l’encapsulation de plusieurs types de cellules, permettant ainsi la génération de microtissues 3D complexes», explique Jasper Van Hoorick, chef de projet chez Xpect INX. «L’hydrogel imite l’environnement cellulaire naturel et est biodégradable, permettant ainsi aux cellules de remplacer progressivement le matériau par du tissu nouvellement formé.»

Le gel résout les problèmes rencontrés avec les milieux de croissance standard sur lesquels les cultures cellulaires ont été incubées de manière 2D. Ensuite, l’hydrogel contenant des cellules vivantes peut être directement introduit dans la NanoOne Bio – une imprimante 3D à 2 photons très précise développée par UpNano. Des recherches approfondies ont montré que le laser à lumière rouge de 780 nm du NanoOne Bio n’est pas nocif pour les cellules vivantes, même à la puissance exceptionnellement élevée utilisée par les imprimantes NanoOne. En fait, la puissance laser élevée qui est unique aux systèmes d’impression 3D à 2 photons d’UpNano permet l’utilisation d’optiques qui permettent la production rapide de structures de cm de large avec une précision exceptionnellement élevée, jusqu’à l’échelle nanométrique.

Pour l’industrie et le monde universitaire

La combinaison de X Hydrobio INX U200 et du NanoOne Bio ouvre de toutes nouvelles possibilités en R&D biomédicale, tant dans l’industrie que dans le monde universitaire. Reconnaissant l’énorme potentiel, le professeur James J. Yoo, Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (États-Unis) a décidé de conseiller UpNano sur les développements futurs. L’expert renommé de l’ingénierie tissulaire et de la biofabrication rejoint le conseil consultatif de la société à compter d’avril 2021 et guidera le développement continu de nouvelles applications pour la R&D biomédicale. La production de laboratoires sur puce sera désormais possible non seulement avec une précision sans précédent, mais aussi directement avec des cellules vivantes intégrées, ce qui permet de gagner du temps et d’améliorer la signification des résultats.

Des structures de surface ressemblant à des tissus naturels (structures biomimétiques) peuvent maintenant être créées, permettant une interaction quasi naturelle entre les cellules vivantes et leur environnement de croissance. «Les cellules qui poussent en 2D sur une plaque de culture sur des milieux de croissance standard rencontrent un environnement physique éloigné de l’environnement physique naturel et un manque d’interaction avec les cellules environnantes dans toutes les directions, comme observé dans les tissus vivants», explique Denise Mandt, responsable du marketing et du développement commercial et co-fondateur d’UpNano. Il a été reconnu dans la R&D biomédicale qu’un tel manque de contact 3D de cellule à cellule a un impact négatif sur l’interprétation des résultats obtenus dans les modèles cellulaires pour des applications humaines.

Le NanoOne Bio en combinaison avec le nouveau kit X Hydrobio INX U200 changera considérablement cette approche. Les sociétés pharmaceutiques et les instituts de recherche seront en mesure de concevoir des modèles cellulaires qui imitent les conditions de croissance naturelle du corps humain. En fait, le NanoOne Bio permet la production de structures de surface avec la plus grande précision et / ou la conception d’échafaudages 3D complexes avec des cellules intégrées de l’ordre du cm.

Grâce à des voies optiques spécifiques, des algorithmes de numérisation optimisés et une technologie de résolution adaptative exclusive, les systèmes NanoOne offrent également des temps de production nettement plus rapides que les autres systèmes – des avantages reconnus par les clients de l’industrie et du monde universitaire. L’extension de gamme pour les clients de la recherche biomédicale a déjà suscité un grand intérêt.



Concernant l'auteur

Dvd3d