2026/01/12
3D-printed sacrificial molds for high-resolution, patient-specific hydrogel heart valve engineering
Rioux, Y.; Fradette, J.; Jean Hayward, C.; Séguin, V.; Bégin-Drolet, A.; Ruel, J. (2025). 3D-printed sacrificial molds for high-resolution, patient-specific hydrogel heart valve engineering. Biofabrication, vol. 18, Number 1.
La fabrication de substituts de valves cardiaques anatomiquement fidèles et cellularisés demeure un défi majeur en ingénierie tissulaire, en particulier pour les applications pédiatriques et personnalisées au patient. Bien que la bio-impression tridimensionnelle (3D) permette la création de géométries complexes, elle compromet souvent la viabilité cellulaire et manque de la précision requise pour des structures de petite taille. Dans cette étude, nous présentons une technique de moulage à haute fidélité et reproductible utilisant des moules en verre de sucre imprimés en 3D afin d’ingénier des valves cardiaques cellularisées personnalisées à base d’hydrogel d’alginate. Des cellules stromales dérivées du tissu adipeux humain (ASC) ont été utilisées comme source cellulaire en raison de leur accessibilité et de leur potentiel régénératif. Cette approche surmonte les limites du moulage conventionnel et de la bio-impression en permettant la reproduction de caractéristiques anatomiques complexes, notamment les sinus de Valsalva, essentiels à une hémodynamique physiologique. La méthode de moulage maintient une viabilité cellulaire élevée (> 90 %) au moment de la fabrication et le procédé est compatible avec la mise à l’échelle et l’automatisation. Des moules en verre de sucre pour des valves de diamètre interne compris entre 16 et 26 mm ont été imprimés, avec 90 % de la surface du moule présentant un écart de ± 0,3 mm par rapport au modèle de référence en conception assistée par ordinateur. Les valves cellularisées, cultivées dans un bioréacteur de perfusion personnalisé, ont conservé leur intégrité structurale et leur viabilité cellulaire sur une période de 14 jours. Cette stratégie de biofabrication constitue une plateforme prometteuse pour l’ingénierie de valves cardiaques spécifiques au patient et pose également les bases de la modélisation in vitro de pathologies, notamment la minéralisation valvulaire, à l’aide de cellules vivantes telles que les ASC.