Fabrication additive : ces matériaux vivants hybrides qui changent la donne

26 avril 2021 Par 0 Commentaire

Le futur est sous nos pas. En 2020, les chercheurs du MIT Media Lab, du Wyss Institute de l’Université Harvard et du Dana-Farber Cancer Institute ont développé une méthode d’impression 3D à la pointe de l’innovation. Grâce à cette nouvelle technologie, il est désormais possible d’imprimer et de contrôler des organismes vivants. Découvrir.

Le succès de plate-forme de fabrication additive Hybrid Living Material (HLM)

L’équipe scientifique de la plate-forme de fabrication additive Hybrid Living Material (HLM), révolutionne l’univers de l’impression 3D. Ses chercheurs ont réussi à créer des matériaux d’un genre unique en imprimant conjointement résines et éléments bio-vivant sur une imprimante 3D à jet d’encre multi-matériaux. Le matériau hybride ainsi conçu permet d’activer les réactions souhaitées chez des bactéries biologiquement modifiées. Les applications d’un tel progrès se déclinent de manière exponentielle ! Cette avancée technique permettra de démocratiser très prochainement la personnalisation de médicament et de développer les emballages dit “intelligents” :

«Imaginez, par exemple, une interface pouvant concevoir des antibiotiques ad hoc personnalisés, s’adaptant à la constitution génétique de chaque patient. Considérez un emballage intelligent pouvant détecter toute contamination ou encore… Imaginez que des matières telles que les peaux deviennent adaptables – en temps réel – aux conditions environnementales.» a déclaré Neri Oxman, professeur associé au MIT Media Lab et responsable de la recherche publiée dans la revue Advanced Functional Materials.

Matériaux vivants hybrides ou biohybrides : comment fonctionnent-ils ?

Les matériaux biohybrides sont une source d’innovation révolutionnaire car leur utilisation engendre la création de systèmes biologiques multifonctionnels intelligents tels que des bio-robots ou des bioréacteurs… Des objets biomédicaux peuvent aussi être créés grâce à cette association de matériaux vivants et inertes réalisée grâce aux techniques de fabrication additive nouvelle génération. La production de composés thérapeutiques personnalisés tels que des analgésiques ou des traitements topiques semble en être le premier aboutissement.

La production de patchs et de masques intelligents est aussi envisagée. Pour y arriver, les chercheurs de la plate-forme HLM, utilisent une résine de support soluble associée à un matériau de résine classique produisant des pièces absorbantes imprimées en 3D capables de contrôler le comportement des organismes vivants. Cette technologie a été utilisée en tandem avec un système conçu pour prédire le comportement biologique incorporé dans l’objet imprimé en 3D – dans le cas d’étude, il s’agissait des bactéries E. coli génétiquement modifiées.

«Nous pouvons définir des formes et des variétés très spécifiques de matériaux vivants hybrides et de produits biosynthétisés, qu’il s’agisse de couleurs ou d’agents thérapeutiques, au sein des formes imprimées», explique Rachel Soo Hoo Smith, étudiante diplômée, MIT Mediated Matter Group.

Médical, nutrition, construction : de nouvelles applications d’envergures

La plate-forme HLM peut utiliser trois à sept résines différentes, associées à des matériaux d’ingénierie biologique synthétique. Cette nouvelle technologie devient la mère d’une pléthore d’objets imprimés en 3D aux surfaces biologiques pouvant être programmées pour répondre à des stimuli tels que la lumière, la température ou divers signaux chimiques, déduit l’étude.

«Combinant la conception informatique, la fabrication additive et la biologie synthétique, la plate-forme HLM souligne l’impact considérable que ces technologies peuvent avoir dans des domaines apparemment disparates, en «animant» la conception d’objet», a ajouté le professeur Oxman.

«Lors des tests, certains objets ont été fabriqués sous forme de disques, et d’autres sous forme de masques colorés. Les couleurs sont établies par les bactéries vivantes présentes dans la structure des masques. Les couleurs prennent plusieurs heures à se développer à mesure que les bactéries prolifèrent, puis restent stables.»

«À l’avenir, les pigments inclus dans les masques pourront être remplacés par des substances chimiques utiles pour la santé humaine telles que des vitamines, des anticorps ou des médicaments antimicrobiens.» conclut le professeur Oxman.

 

 

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