Reproduire la peau humaine couche par couche ? C’est l’objectif que se sont fixés les chercheurs de l’Université de technologie de Graz, en Autriche, et du Vellore Institute of Technology, en Inde. Leur étude a été publiée dans la revue Star Protocols.
Ensemble, ils ont développé une imitation de peau humaine imprimée en 3D, capable de reproduire fidèlement la structure en trois couches (épiderme, derme, hypoderme) et de mimer les propriétés mécaniques du tissu cutané vivant.
Hydrogels : une matrice vivante au cœur du dispositif
Imprimer de la peau, ce n’est pas seulement reproduire une forme. Il s’agit aussi de créer un environnement propice à la vie cellulaire. Pour cela, les chercheurs de TU Graz ont misé sur des hydrogels, des matériaux polymères gorgés d’eau, capables d’accueillir des cellules cutanées vivantes. Leur formulation constitue l’un des axes clés du projet.
«Les hydrogels doivent pouvoir interagir avec des cellules cutanées vivantes. Ces cellules ne doivent pas seulement survivre, mais aussi croître et se multiplier», explique Karin Stana Kleinschek, de l’Institut de chimie et de technologie des systèmes biosourcés, citée dans un communiqué.
Mais cette forte teneur en eau, si bénéfique pour les cellules, pose un défi majeur en matière de stabilité mécanique. Sans une structure solide, la peau imprimée ne peut tenir ni être manipulée pour les essais. C’est pourquoi l’équipe autrichienne a concentré une part importante de ses efforts sur la réticulation – ou «cross-linking» -, un processus destiné à solidifier les hydrogels tout en conservant leur compatibilité biologique.
L’enjeu : éviter l’usage de composés cytotoxiques, souvent employés pour durcir les matériaux, et leur préférer des méthodes douces, inspirées des mécanismes naturels, pour préserver l’intégrité cellulaire. Stabiliser correctement la structure est indispensable pour pouvoir ensuite tester la peau en laboratoire, avec des cellules vivantes.
Un modèle stable et vivant, validé en culture cellulaire
Les premiers essais réalisés par les chercheurs du Vellore Institute of Technology, en Inde, ont confirmé le potentiel de cette approche. Les matériaux stabilisés développés par TU Graz ont prouvé qu’ils étaient mécaniquement robustes et non cytotoxiques.
Mieux encore : les cellules encapsulées dans ces hydrogels ont survécu deux à trois semaines en culture et elles ont commencé à former un tissu cutané fonctionnel, détaille le communiqué. C’est cette condition – la capacité à générer un tissu vivant – qui autoriserait à parler de peau humaine imitée.
«Dans la prochaine étape, les modèles imprimés en 3D seront utilisés pour tester les nanoparticules», annonce Karin Stana Kleinschek. L’équipe concentre désormais ses efforts sur l’optimisation des formulations d’hydrogels et sur la validation de leur efficacité en tant qu’alternative aux tests sur animaux.
LIRE AUSSI : Bio-impression : comment L’Oréal réinvente la peau humaine
