2026/03/04
3D-printed sacrificial molds for high-resolution, patient-specific hydrogel heart valve engineering
Rioux, Y.; Fradette, J.; Hayward, C.J.; Séguin, V.; Bégin-Drolet, A.; Ruel, J. (2026). 3D-printed sacrificial molds for high-resolution, patient-specific hydrogel heart valve engineering. Biofabrication, vol. 18, 2026, number 1, 015007.
La fabrication de substituts de valves cardiaques cellularisés et anatomiquement fidèles demeure un défi majeur en ingénierie tissulaire, en particulier pour les applications pédiatriques et spécifiques aux patients. Bien que la bio-impression tridimensionnelle (3D) permette de créer des géométries complexes, elle compromet souvent la viabilité cellulaire et manque de précision pour les structures de petite taille. Dans cette étude, nous présentons une technique de moulage reproductible et de haute fidélité utilisant des moules en verre de sucre imprimés en 3D pour fabriquer des valves cardiaques hydrogel cellularisées à base d’alginate, personnalisées. 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 permet de surmonter les limites du moulage conventionnel et de la bio-impression en reproduisant des 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, tout en permettant un procédé évolutif et automatisable. Des moules en verre de sucre correspondant à des tailles de valves allant de 16 à 26 mm de diamètre interne ont été imprimés, avec 90 % de la surface du moule présentant un écart inférieur à ±0,3 mm par rapport au modèle de conception assistée par ordinateur (CAO) de référence. Les valves cellularisées cultivées dans un bioréacteur de perfusion personnalisé ont conservé leur intégrité structurelle 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 aux patients et ouvre également la voie au développement de modèles de maladies in vitro, notamment pour l’étude de la minéralisation valvulaire, en utilisant des cellules vivantes telles que les ASC.