Des chercheurs produisent des greffons qui reproduisent l’oreille humaine

Des chercheurs produisent des greffons qui reproduisent l’oreille humaine

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À l’aide de techniques d’ingénierie tissulaire de pointe et d’une imprimante 3D, des chercheurs de Weill Cornell Medicine et Cornell Engineering ont assemblé une réplique d’une oreille humaine adulte qui semble naturelle. L'étude, publiée en ligne dans Acta Biomatériaux le 16 mars, offre la promesse de greffons à l'anatomie bien définie et aux propriétés biomécaniques correctes pour ceux qui naissent avec une malformation congénitale ou qui perdent une oreille plus tard dans la vie.

“La reconstruction de l'oreille nécessite de multiples interventions chirurgicales et une quantité incroyable de talent artistique et de finesse”, a déclaré le Dr Jason Spector, chef de la division de chirurgie plastique et reconstructive du NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center et professeur de chirurgie (chirurgie plastique). à Weill Cornell Médecine. “Cette nouvelle technologie pourrait éventuellement offrir une option qui semble réelle à des milliers de personnes nécessitant une intervention chirurgicale pour corriger des déformations de l'oreille externe.”

De nombreux chirurgiens construisent une oreille de remplacement en utilisant du cartilage retiré des côtes d'un enfant, une opération qui peut être douloureuse et cicatricielle. Et bien que le greffon résultant puisse être conçu pour ressembler à l’autre oreille du receveur, il n’a généralement pas la même flexibilité.

Ajout de texture à la structure

Une façon de produire une oreille de remplacement plus naturelle consiste à faire appel aux chondrocytes, les cellules qui construisent le cartilage. Dans des études antérieures, le Dr Spector et ses collègues ont utilisé des chondrocytes d'origine animale pour ensemencer une structure constituée de collagène, un composant clé du cartilage. Bien que ces greffons se soient développés avec succès au début, au fil du temps, la topographie bien définie de l'oreille – ses crêtes, courbes et verticilles familières – a été perdue. “Comme les cellules tirent sur la matrice tissée de protéines pendant leur travail, l'oreille s'est contractée et a rétréci de moitié”, a déclaré le Dr Spector.

Pour résoudre ce problème dans cette étude, le Dr Spector et son équipe ont utilisé du cartilage stérilisé d'origine animale traité pour éliminer tout ce qui pourrait déclencher un rejet immunitaire. Celui-ci a été chargé dans des échafaudages en plastique complexes en forme d'oreille, créés sur une imprimante 3D à partir des données de l'oreille d'une personne. Les petits morceaux de cartilage agissent comme des renforts internes pour induire la formation de nouveaux tissus au sein de la structure. Tout comme les barres d’armature, elles renforcent le greffon et préviennent la contraction.

Au cours des trois à six mois suivants, la structure s'est développée en un tissu contenant du cartilage qui reproduisait fidèlement les caractéristiques anatomiques de l'oreille, y compris le bord hélicoïdal, le bord « anti-hélix » à l'intérieur du bord et le bol conchal central. “C'est quelque chose que nous n'avions jamais réalisé auparavant”, a déclaré le Dr Spector.

Pour tester la sensation de l'oreille, des études biomécaniques ont été réalisées en collaboration avec le Dr Larry Bonassar, collaborateur d'ingénierie de longue date du Dr Spector, le professeur Daljit S. et Elaine Sarkaria en génie biomédical à l'école Meinig de génie biomédical sur le campus d'Ithaca de Cornell. Cela a confirmé que les répliques avaient une flexibilité et une élasticité similaires à celles du cartilage de l'oreille humaine. Cependant, le matériau technique n’était pas aussi résistant que le cartilage naturel et pouvait se déchirer.

Pour remédier à ce problème, le Dr Spector prévoit d'ajouter au mélange des chondrocytes, idéalement ceux dérivés d'un petit morceau de cartilage retiré de l'autre oreille du receveur. Ces cellules déposeraient les protéines élastiques qui rendent le cartilage de l’oreille si robuste, produisant ainsi un greffon qui serait biomécaniquement beaucoup plus similaire à l’oreille native, a-t-il déclaré.

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