BITS Pilani imprime des matrices cutanées et des comprimés à mâcher

À température ambiante, à Goa, une équipe du campus K.K. Birla de Goa de BITS Pilani a fait passer un hydrogel dans une bio-imprimante 3D pour produire des grilles de tissu cutané, des structures à cinq couches et des spirales. La même formulation a également servi à fabriquer des comprimés à mâcher contenant du glimépiride, un médicament oral contre le diabète. Un matériau, deux usages biomédicaux : c’est la proposition concrète de cette étude en laboratoire publiée dans le Journal of Biological Engineering.

La recette repose sur trois ingrédients de qualité pharmaceutique : de l’amidon de maïs modifié pour contrôler la viscosité, de la maltodextrine pour faciliter l’écoulement du matériau et de l’alginate de sodium pour former le gel après réaction avec du chlorure de calcium. Sous la pression d’extrusion, l’hydrogel se fluidifie suffisamment pour passer dans la buse, puis retrouve 87 % de sa viscosité initiale après le dépôt. Les filaments imprimés mesuraient en moyenne 0,90 ± 0,06 mm, tandis que les pores des grilles imprimées mesuraient en moyenne 1,04 ± 0,07 mm.

Les matrices lyophilisées ainsi obtenues présentaient une porosité de 62,7 ± 0,1 % et une taille moyenne de pores de 39,2 ± 13,8 μm. Elles absorbaient l’eau, gonflant jusqu’à atteindre 72 % de leur poids en 24 heures, ont commencé à se dégrader après deux semaines et avaient perdu environ 82 % de leur masse au 35e jour. Ces délais pourraient convenir aux premières phases de la réparation cutanée, lorsqu’une matrice doit rester en place avant de se décomposer progressivement. Mais le matériau ne s’étirait que de 4,5 ± 0,6 % avant de se rompre, bien en dessous de l’allongement de 35 à 120 % généralement recherché pour les matrices cutanées ; les chercheurs suggèrent donc de l’utiliser dans des zones du corps peu mobiles. Les mesures de résistance ont été réalisées sur des films plats, et non sur des matrices imprimées.

Les tests biologiques dressent également un bilan contrasté. La viabilité des fibroblastes de souris L929 variait de 75 à 90 %, tandis que celle des kératinocytes humains HaCaT atteignait 55 à 66 % après 24 heures, avant de dépasser 80 % à 48 heures. Les analyses sanguines ont révélé une hémolyse de 5,0 ± 0,0 %, ce qui classe le matériau parmi les matériaux hémocompatibles. Pour les comprimés, l’équipe a imprimé 2 mg de glimépiride dans des unités qui pesaient initialement 1 000 mg et environ 150 mg après lyophilisation ; la teneur moyenne en médicament atteignait 100,4 % sur cinq comprimés, avec une libération progressive sur quatre heures.

Qu’est-ce qui change concrètement ? Les chercheurs disposent d’une bio-encre imprimable fabriquée à partir d’ingrédients sans composants d’origine animale, dont les usages pharmaceutiques et alimentaires sont établis, plutôt que d’une formulation dépendant de matériaux spécialisés ou d’origine animale, susceptibles de varier d’un lot à l’autre, de coûter plus cher et de s’inscrire dans des calendriers réglementaires plus longs. Le procédé à température ambiante pourrait également convenir aux médicaments sensibles à la chaleur. Le bénéfice potentiel est de raccourcir le délai entre la formulation et l’utilisation biomédicale, mais l’étude n’a pas confronté cette voie à une véritable procédure réglementaire, comparé la libération du médicament à celle d’un produit commercial ou d’une norme pharmacopéique, ni démontré l’utilisation d’une matrice en contexte clinique. Pour l’instant, ces travaux constituent une plateforme à l’échelle du laboratoire, avec un cas d’usage clair et plusieurs questions d’ingénierie encore ouvertes.