Il va sans dire qu’il n’y a pas de médecins dans l’espace, ce qui est un problème, étant donné que l’environnement difficile est propice aux blessures. Récemment, des chercheurs de l’université technique de Dresde (TUD/ Allemagne) ont mis au point une méthode de bio-impression 3D pour une utilisation spatiale, créant de nouveaux tissus cutanés et osseux à partir des ressources disponibles sur place.

Image d’entête : échantillon d’os bio-imprimé. (ESA)

La vie n’est pas facile pour les astronautes qui vivent à bord de la Station spatiale internationale (ISS). Les humains ont évolué pour vivre avec la gravité de la Terre, de sorte que notre corps ne fonctionne pas correctement une fois éloigné de cet environnement. Les liquides ne bougent pas comme ils le devraient, les muscles se ratatinent et les os perdent de la masse et deviennent plus sensibles aux fractures.

Cela signifie que les astronautes pourraient grandement bénéficier de la bio-impression 3D qui, ici sur Terre, pourrait aider les chirurgiens et les médecins à panser les plaies ou même à imprimer de nouveaux organes fonctionnels pour des transplantations. L’impression 3D régulière a déjà été envisagée pour les voyages spatiaux, pour aider les astronautes à fabriquer de nouveaux outils ou même des abris à partir de poussière martienne.

Les scientifiques du TUD ont donc cherché à combiner les deux, dans le but de permettre aux astronautes d’imprimer en 3D de nouvelles parcelles de peau pour réparer les blessures, ou des morceaux d’os pour aider à guérir les fractures. Mais il y a deux obstacles principaux à cette idée : premièrement, il peut être difficile de se procurer ces « bio-encres » dans l’espace, et deuxièmement, les encres liquides ne resteront pas toujours là où elles sont nécessaires en microgravité.

Pour résoudre le premier problème, l’équipe de l’université technique de Dresde a suggéré que les astronautes pourraient être une source de “bio-encres”. Le plasma du sang pourrait être utilisé pour fabriquer les cellules de la peau, tandis que les cellules souches pourraient être transformées en os.

Échantillon de peau bio-imprimé. (ESA)

Les cellules cutanées peuvent être bio-imprimées à l’aide de plasma sanguin humain faisant office de » bio-encre  » riche en nutriments qui serait facilement accessible à partir des membres de l’équipe de mission », explique Nieves Cubo, un membre de l’équipe du projet qui ajoute :

La production de l’échantillon osseux impliquait l’impression de cellules souches humaines avec une composition d’encre biologique similaire, avec l’ajout d’un ciment osseux au phosphate de calcium comme matériau de support de structure, qui est ensuite absorbé pendant la phase de croissance.

Le deuxième problème, celui de la microgravité, a été résolu en modifiant la viscosité de l’encre biologique dérivée du plasma, qui est normalement très fluide. Les chercheurs ont ajouté de la méthylcellulose et de l’alginate au mélange, ce qui augmente la viscosité de l’encre et l’empêche de se répandre partout. Ces ingrédients peuvent provenir de plantes et d’algues que les astronautes qui font de longs voyages auraient probablement sous la main.

Un graphique présentant la feuille de route de l’impression 3D pour les voyages spatiaux. (ESA/ TU Dresden/ OHB System/ Blue Horizon)

Bien que nous ne puissions pas recréer artificiellement un environnement à faible gravité sur Terre, l’équipe a montré que la nouvelle encre biologique ne se renversera pas en mettant l’imprimante 3D à l’envers. Cela signifie que le bras d’impression était dirigé vers le haut, dessinant les formes sur la face inférieure d’une surface. Et cela a fonctionné, le patch restant en place et gardant sa forme, ce qui suggère que le mélange est adapté à une utilisation dans l’espace.

Selon M. Cubo :

Une capacité de bio-impression 3D permettra aux astronautes d’intervenir en cas d’urgence médicale. Dans le cas de brûlures, par exemple, la peau neuve pourrait être bio-imprimée au lieu d’être greffé par un prélèvement ailleurs sur le corps de l’astronaute, causant des dommages secondaires qui peuvent ne pas guérir facilement dans l’environnement orbital.

Ou dans le cas de fractures osseuses, rendues plus probables par l’apesanteur de l’espace, couplée à la gravité partielle de Mars de 0,38, l’os de remplacement pourrait être inséré dans les zones blessées. Dans tous les cas, le matériel bio-imprimé proviendrait de l’astronaute lui-même, de sorte qu’il n’y aurait aucun problème de rejet de greffe.

Fonctionnement de la bio-imprimante 3D inversée. (ESA)

Présentée sur le site de l’Agence Spatiale Européenne : Upside down 3D-printed skin and bone for humans to Mars.