La société d’impression 3D à micro-échelle haute résolution UpNano GmbH a annoncé le développement d’UpFlow, un matériau photopolymérisant.

Ce matériau permet une impression 3D rapide et précise de micro-environnements pour un nouveau type de culture cellulaire dynamique. Développé par le spécialiste australien de la FIV Fertilis, il fournit un environnement plus contrôlé et moins variable pour les embryons avant l’implantation et ressemble plus au corps humain que les autres produits actuellement disponibles. L’utilisation d’une imprimante 3D UpNano NanoOne 2PP permet une réduction de 30 à 40 % des cycles d’implantation, qui sont généralement nécessaires pour tomber enceinte, ce qui évite aux patientes la douleur émotionnelle et financière.

« Notre appareil permet la fécondation, la culture d’embryons et la cryoconservation d’embryons dans une seule structure – plus besoin de déplacer les embryons à la main. En fait, cela augmente considérablement le taux de réussite et réduit le temps, les coûts et le stress pour les parents », a déclaré Marty Gauvin, PDG de Fertilis.

Résine UpNano UpFlow. Image via UpNano.

Comment cette nouvelle technologie peut-elle faciliter le processus de FIV ?

Selon Fertilis, la fécondation in vitro (FIV) est une période stressante pour les parents et les embryons. Pour les garder en sécurité et en bonne santé pendant la phase de pré-implantation, ils doivent être exposés à des conditions en constante évolution. Cela provoque non seulement un stress important, mais augmente également le risque d’échec, nécessitant des cycles de FIV répétés. Fertilis a développé et breveté un nouvel environnement pour la phase critique de la vie entre la fécondation et l’implantation de l’embryon afin de réduire le stress sur l’embryon et d’augmenter les taux de réussite de la FIV. Ce micro-dispositif imprimé en 3D « le premier du genre » a des caractéristiques de 0,05 mm de diamètre et permet aux professionnels de la FIV de contrôler et de surveiller avec précision le processus de culture des œufs fécondés, éliminant ainsi le besoin pour les professionnels de la FIV de déplacer les cellules entre les boîtes de Pétri.

« UpFlow offre une viscosité inférieure à tout autre matériau 2PP avec une biocompatibilité comparable. Cela permet un traitement de post-production bien supérieur, en particulier le rinçage des canaux très fins afin d’éliminer le matériau non polymérisé et d’assurer la reproductibilité des éléments structurels », a déclaré Denise Hirner, directrice de l’exploitation et cofondatrice d’UpNano.

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UpNano y est parvenu en sélectionnant des résines de base spécifiques pour le matériau UpFlow qui maintiennent la faible viscosité jusqu’à ce qu’une exposition finale aux UV solidifie le matériau et le rende prêt à l’emploi. D’autres avantages du matériau incluent sa transparence optique élevée, ce qui le rend idéal pour les inspections microscopiques d’embryons incubés, et sa très faible autofluorescence.

Fertilis utilise UpFlow combiné à une imprimante NanoOne qui a récemment été fournie à l’Australian National Fabrication Facility (ANFF) de l’Université d’Australie du Sud. Cette imprimante améliore non seulement la qualité du micro-dispositif imprimé en 3D pour l’incubation d’embryons, mais également la vitesse de production. Le PDG de Fertilis a en outre expliqué : « Auparavant, l’impression 3D de nos dispositifs microfluidiques prenait une quinzaine de jours. Maintenant, 4 heures seulement. C’est une accélération exceptionnelle du processus de production. Et, cerise sur le gâteau, l’utilisation d’UpFlow permet d’obtenir un produit de meilleure qualité qu’auparavant.

L’utilisation d’un NanoOne permet également de profiter au maximum de sa technologie de résolution adaptative. Cela peut modifier la largeur de focalisation du faisceau laser pendant l’impression. Des éléments plus grands et plus petits peuvent être imprimés en un seul passage, ce qui améliore le temps de production et la qualité. UpNano affirme que le développement d’UpFlow démontre «l’énorme potentiel» de l’impression 3D 2PP pour la recherche cellulaire et médicale. UpNano l’a démontré en introduisant X Hydrobio INX U200, la seule résine disponible dans le commerce qui permet d’intégrer des cellules vivantes directement à partir d’une boîte de culture dans des structures imprimées en 3D très précises pour des applications biologiques.

Denise Hirner, COO et co-fondatrice d'UpNano.  Image via UpNano.
Denise Hirner, COO et co-fondatrice d’UpNano. Image via UpNano.

La fabrication additive à l’échelle du secteur biologique

Récemment, CollPlant, spécialiste de la bio-impression 3D, a élargi son portefeuille de matériaux avec l’ajout d’une nouvelle bio-encre. Le deuxième matériau à base de collagène humain recombinant (rhCollagen) de CollPlant, baptisé « Collink.3D 90 », aurait des propriétés mécaniques améliorées qui ciblent spécifiquement les exigences d’impression des tissus durs et mous. Par rapport aux hydrogels de culture cellulaire existants, l’encre permettrait une migration cellulaire rapide, ce qui pourrait en faire une base idéale pour créer des médicaments régénératifs.

Auparavant, des chercheurs de l’Université de la Colombie-Britannique (UBC) avaient réussi à bio-imprimer en 3D des cellules testiculaires humaines, ce qui serait une première mondiale. Après avoir découvert quelques premiers signes de potentiel de production de sperme, les chercheurs espèrent utiliser leurs résultats pour aider l’infertilité masculine. Le Dr Ryan Flannigan, auteur principal de l’étude, affirme que l’infertilité touche environ 15 % des couples, les facteurs masculins étant un facteur contributif dans plus de la moitié des cas confirmés. Il a ajouté : « Nous imprimons en 3D ces cellules dans une structure très spécifique qui imite l’anatomie humaine, ce qui, selon nous, est notre meilleure chance de stimuler la production de sperme. En cas de succès, cela pourrait ouvrir la porte à de nouveaux traitements de fertilité pour les couples qui n’ont actuellement aucune autre option.

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L’image caractéristique montre la résine UpFlow d’UpNano. Image via UpNano.