Des chercheurs impriment en 4D des « implants intelligents » personnalisés pour traiter le cancer du sein

Jul 03, 2023

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Des chercheurs de l'Université Queen's de Belfast ont développé des implants personnalisés imprimés en 4D pour gérer et traiter le cancer du sein. On dit que c’est la première fois que l’impression 4D est utilisée pour produire des implants pour le cancer du sein.

L’impression 4D consiste essentiellement à produire des objets imprimés en 3D dynamiques à partir de matériaux dits « intelligents » capables de modifier leurs caractéristiques et leur morphologie. Ces changements peuvent être programmés et prédits avec précision et sont contrôlés par des stimuli externes tels que la variation du pH, de la température, de l'humidité, de la lumière ou des champs magnétiques.

Grâce à cette technologie, l'équipe de recherche a produit des implants mammaires polyvalents qui peuvent être programmés pour changer de taille afin de mieux s'adapter à la cavité tissulaire d'une patiente. Cela permet une plus grande personnalisation et de meilleurs résultats esthétiques. De plus, les implants imprimés en 4D peuvent également libérer des médicaments de chimiothérapie exactement là où ils sont nécessaires, protégeant ainsi le patient du retour des cellules cancéreuses dans la zone touchée.

"En fabriquant, pour la première fois, ces implants imprimés en 4D, la cavité mammaire après la chirurgie peut être recouverte d'un implant qui imite l'élasticité du sein et permet une meilleure prise en charge du cancer du sein en libérant un médicament chimiothérapeutique qui "éloignera "le retour de la tumeur", a commenté le professeur Dimitrios Lamprou, responsable du projet et titulaire de la chaire de biofabrication et de fabrication avancée de l'École de pharmacie de l'Université Queen's de Belfast.

Le document de recherche a été publié dans la revue Science Direct.

Traiter le cancer du sein grâce à l'impression 4D

Deuxième cancer le plus répandu au monde, plus de 2,3 millions de cas de cancer du sein surviennent chaque année, et environ 30 % des personnes touchées en meurent.

La chirurgie mammaire conservatrice est la principale stratégie de traitement du cancer du sein à un stade précoce, mais la récidive locale du cancer et la perte de tissu mammaire sont généralement associées à cette méthode de traitement. De plus, le recours à la radiothérapie et à la thérapie systémique, tout en augmentant les chances de survie du patient, entraîne des durées de traitement plus longues et des effets secondaires désagréables. L'équipe de l'Université Queen's affirme avoir développé une alternative intéressante à ces méthodes.

Compte tenu de l’hétérogénéité entre les individus et les tumeurs, les chercheurs affirment qu’« une approche centrée sur le patient est fondamentale » pour traiter le cancer du sein. C’est là qu’intervient la fabrication additive. Les chercheurs affirment que l’impression 4D présente une opportunité d’améliorer la gestion du cancer du sein grâce au développement d’« implants intelligents ».

En tirant parti de l’outil de conception CAO 3D Tinkercad et d’une bio-imprimante 3D Cellink Bio X, l’équipe de recherche a fabriqué des implants mammaires avec un mélange de sel de sodium de carboxyméthylcellulose (CMC) et de nanocristaux de cellulose (CNC). Les implants étaient également chargés de doxorubicine (DOX), un médicament chimiothérapeutique courant, qui pourrait ensuite être administré de manière concentrée et ciblée pour réduire la probabilité de récidive du cancer.

« La chimiothérapie joue un rôle crucial dans le traitement du cancer du sein, mais elle est associée à des effets secondaires sévères », a expliqué le Dr Niamh Buckley, lectrice de l'École de pharmacie et responsable de l'évaluation in vitro des implants. "L'utilisation d'une technologie comme celle-ci, qui permet une administration concentrée du médicament là où il est nécessaire, peut contribuer à rendre le traitement plus efficace et plus doux."

Les chercheurs ont également noté que l'imagerie par résonance magnétique (IRM) ou la tomographie axiale informatisée (CAT) pourraient être utilisées pour personnaliser l'implant en fonction des besoins du patient. De plus, une fois implanté, le « dispositif intelligent » imprimé en 4D peut s'étendre pour mieux s'adapter au corps du patient. Ce changement de taille et de forme se produit en réponse aux fluides interstitiels du patient (les fluides qui remplissent les espaces entre les cellules), offrant un niveau supplémentaire de personnalisation basé sur le profil du patient.