Base de connaissances

Moeun, B.N.; Fernandez, S.A.; Collin, S.; Gauvin-Rossignol, G.; Lescot, T.; Fortin, M.A; Ruel, J.; Bégin-Drolet, A.; Leask, R.L.; Hoesli, C.A. (2023). Improving the 3D Printability of Sugar Glass to Engineer Sacrificial Vascular Templates. 3D Printing and Additive Manufacturing, Volume 10, Issue 5, October 2023, Pages 855-1163.

L’un des principaux obstacles au développement et à l’adoption des technologies d’ingénierie tissulaire à des applications humaines est la mise en place d’un approvisionnement adéquat en oxygène et en nutriment dans les tissus artificiels. Le verre de sucre est apparu comme un matériau sacrificiel prometteur, imprimable en 3D, qui peut être utilisé pour intégrer des réseaux perfusables dans des matrices chargées de cellules afin d’améliorer le transfert de masse. Afin de caractériser et d’optimiser une encre de sucre (travaux publié ultérieurement), nous avons étudié les effets de la concentration de saccharose, de glucose et de dextrane sur la température de transition vitreuse (Tg), l’imprimabilité et la stabilité des constructions en verre de sucre imprimées en 3D. Nous avons identifié une formulation d’encre à base de saccharose avec une Tg significativement plus élevée (40,0 ± 0,9°C) que la formulation originale (mélange saccharose-glucose, Tg = 26,2 ± 0,4°C), qui a démontré une amélioration significative de l’imprimabilité, de la résistance à la flexion et de la stabilité de l’impression finale, le tout sans changer la cinétique de dissolution et la température de décomposition. Cette formulation a permis l’impression de filaments horizontaux en porte-à-faux de 10 cm de long, ce qui peut permettre l’impression de segments vasculaires complexes le long des axes x, y et z sans nécessiter de structures de soutien. Des modèles vasculaires avec une seule entrée et une seule sortie se ramifiant en neuf canaux ont été imprimés en 3D à l’aide de la formulation améliorée et ont ensuite été utilisés pour générer des constructions d’alginate perfusables. Le réseau imprimé a montré une grande fidélité par rapport à la géométrie d’entrée, bien qu’il y ait eu une certaine déformation des canaux après la coulée d’alginate et la gélification, probablement due au gonflement de l’alginate. Par rapport aux témoins avasculaires, aucune cytotoxicité aiguë significative n’a été observée lors de la coulée de constructions d’alginate chargées de cellules bêta pancréatiques autour de filaments d’encre améliorée, alors qu’une diminution significative de la viabilité cellulaire a été observée avec l’encre d’origine. La formulation améliorée confère une plus grande flexibilité à l’impression 3D de verre de sucre en facilitant la fabrication de réseaux sacrificiels plus grands, plus complexes et plus stables. Des méthodes rigoureuses de caractérisation et d’optimisation pour améliorer les encres sacrificielles peuvent faciliter la fabrication de constructions cellulaires fonctionnelles pour l’ingénierie tissulaire, la biologie cellulaire et d’autres applications biomédicales. 

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