Un pas de plus vers des organes artificiels: la lumière UV façonne des vaisseaux d'hydrogel à l'échelle des artériols

Des chercheurs japonais ont fait une percée dans le domaine de la biologie synthétique en développant une nouvelle technique de photofabrication qui permet la création d'hydrogels tubulaires à l'échelle d'artériole. Publié dans Advanced Materials, l'étude décrit une méthode qui utilise la lumière ultraviolette (UV) pour façonner des structures complexes d'hydrogel, ce qui rapproche potentiellement la vision des organes entièrement artificiels de la réalité.

Cette tension de surface forme un ménisque, qui courbe le liquide de la même manière que la surface de l'eau dans un verre. Lorsqu'il est exposé à la lumière UV, l'hydrogel à cette interface courbe se solidifie en une structure en forme d'anneau. En répétant ce processus à intervalles spécifiques le long du canal, les chercheurs ont pu construire une série d'anneaux interconnectés, formant finalement une structure d'hydrogel tubulaire creuse.

L'importance de cette avancée réside dans son potentiel à surmonter un obstacle majeur dans le développement d'organes artificiels, la construction d'un réseau vasculaire fonctionnel. Alors que les techniques existantes peuvent créer des capillaires plus petits ou des artères plus grandes, le défi a toujours été de fabriquer des artérioles, qui servent de lien crucial entre ces deux types de vaisseaux.

Le procédé permet la création de tubes d'hydrogel avec des tailles de lumens précisément contrôlées et des géométries complexes, telles que des conceptions courbes et ramifiées. De plus, de multiples matériaux peuvent être intégrés dans une structure unique, rationalisant le processus de fabrication et minimisant les déchets par rapport aux méthodes traditionnelles.

L'équipe a démontré que leur méthode peut produire des structures tubulaires robustes à l'aide d'hydrogels biologiquement pertinents, garantissant leur intégrité pendant la fabrication. Le processus peut également être automatisé grâce à l'intégration du traitement d'image et de l'irradiation UV synchronisée, conduisant à des surfaces plus lisses et plus uniformes que précédemment. L'auteur principal Yuki Kamiya a souligné les implications plus larges de ce travail, notant que l'intégration de tels systèmes de fabrication d'hydrogel avec des composants de contrôle de flux microfluidique est très prometteuse pour la production de modèles vasculaires qui reproduisent des aspects des systèmes vivants.

Ces modèles pourraient jouer un rôle central dans l'avancement du développement de tissus et d'organes synthétiques. Au-delà du domaine des organes artificiels, la technologie a des applications potentielles dans la découverte de médicaments, la modélisation de maladies, la technologie alimentaire, la robotique douce et les systèmes bio-hybrides. À mesure que le domaine continue d'évoluer, d'autres améliorations de cette méthode peuvent nous rapprocher de la réalisation de l'objectif à long terme de la création de tissus et d'organes humains synthétiques pleinement fonctionnels.