La description de cette « invention » est publiée dans Nature Materials et reprise dans Natura Sciences. Imprimé en 3D, l’ensemble permet de simuler des dysfonctionnements et d’analyser sur la durée l’efficacité et les conséquences d’un traitement médical.

Aux États-Unis, des chercheurs de l'université d'Harvard, associés au laboratoire Wyss Institute ont imprimé en 3D du tissu cardiaque intégré à une puce et des capteurs.

«Notre approche de micro-fabrication ouvre de nouvelles voies pour l'ingénierie tissulaire in vitro, la toxicologie et la recherche de mesurer l’effet de médicaments », a déclaré Kit Parker, co-auteur principal de l'étude, professeur au Wyss Corps.

Construit de manière entièrement automatisée à partir de données de fabrication numérique, le cœur «on-a-chip 3D »imprimé peut être rapidement fabriqué avec une taille personnalisable, en lui donnant la forme et d'autres propriétés physiques recherchées, tout en permettant aux chercheurs de recueillir facilement des données fiables sur des périodes prolongées en culture..

En informatique, on parle de system on a chip (SoC) pour caractériser une puce intégrant à la fois la mémoire vive, le processeur et les périphériques.

ð Pour ce tissu humain, le principe est du même ordre et les scientifiques évoquent la notion d' «organ on a chip » (organe sur une puce).

Le tissu cardiaque est constitué d'un polymère souple et translucide imprimé avec une résolution de l'ordre du micromètre, avec six « encres » spécifiques.

L'ensemble a la particularité d'intégrer l'équivalent d'un réseau de canaux sanguins et de cellules.

Intégrée à ce tissu, la puce sert à lui appliquer des contraintes physiques pour simuler la pression des poumons sur le cœur ou d'autres organes, mais aussi à lui donner les propriétés de cellules malades.

Les capteurs intégrés relèvent les données en continu sur l'ensemble du tissu cardiaque. Ils récupèrent, par exemple, les variations des pulsations et la puissance du battement.

«Cette nouvelle approche programmable pour la construction d'organes sur puces nous permet non seulement de changer facilement et de personnaliser la conception du système, mais aussi  simplifie considérablement l'acquisition de données», a déclaré Johan Ulrik Lind, premier auteur du rapport et stagiaire postdoctoral à l'Institut Wyss.

ð Selon ces scientifiques, ce procédé devrait faciliter la recherche sur les traitements médicaux.

Les milliers de tests nécessaires pourraient être réalisés directement sur ce tissu pour réduire la durée des études cliniques.

Ce système permettrait, par ailleurs, d'éviter le sacrifice de milliers d'animaux pour tester les traitements.

L'impression 3D de tissus humains existe maintenant depuis quelques années.

Outre de la peau et du tissu musculaire, l'impression 3D a déjà permis la reproduction de tissus d'organes complexes, comme ceux du foie.

Les équipes de recherche du Wyss Institute dirigées par leur directeur K.Parker et Donald Ingber, ont déjà développé des puces d'organes qui imitent la microarchitecture et les fonctions du cœur, des muscles, de la langue, du poumon, de l'intestin, les reins et la moelle osseuse.

Cependant, le processus de fabrication et de collecte de données pour les organes sur puce est coûteux et compliqué.

A l'heure actuelle, les prototypes sont construits dans des salles blanches en utilisant un procédé lithographique en plusieurs étapes complexes et la collecte de données nécessite des appareils de microscopie et de caméras sophistiqués.

«Notre approche est de répondre à ces défis simultanément via la fabrication numérique», a déclaré Travis Busbee, co-auteur du rapport et étudiant diplômé à Wyss.

«En développant de nouvelles encres multi-matériaux imprimables pour l'impression 3D, nous avons pu automatiser le processus de fabrication, tout en augmentant la complexité des dispositifs »