L'usine de peau

Article du 29 janvier 2016 

Fabrication automatisée de peau humaine

Notre peau – elle est non seulement le plus grand organe de l'homme, mais encore est-elle extrêmement douce et fragile. En moyenne, elle n'a qu'une épaisseur de quelques millimètres. Désormais, c'est le premier organe pouvant être reproduit artificiellement – depuis quelques années même de manière entièrement automatisée.

L'ingénierie appelée « tissulaire » désigne la culture de tissus humains, généralement au niveau de la peau. À ce jour, la peau artificielle, utilisée pour des transplantations après de graves accidents ou brûlures ou pour les essais de compatibilité en cosmétique ou dans l'industrie pharmaceutique, ne pouvait être fabriquée que manuellement et dans des conditions fort difficiles. Il n'était pas possible de produire par mois plus de 2 000 morceaux de peau de l'ordre du centimètre carré. Actuellement, l' « usine de peau » du laboratoire de bioproduction BioPoLiS de l'institut Fraunhofer IPA de Stuttgart est en mesure de réaliser chaque mois jusqu'à 5 000 modèles de peau de la taille de l'ongle du pouce.

Une production rapide

Le concept est simple, mais sa mise en œuvre compliquée. On réduit un échantillon de peau humaine, on en extrait les différentes cellules. On sème les cellules isolées dans des flacons de culture spéciaux et on les laisse se multiplier pendant plusieurs jours dans une armoire à 37 °C. On peut alors présenter les cellules multipliées avec une matrice de gel dans une construction multicouche en trois dimensions. Après trois semaines seulement, la peau artificielle a continué à se développer et peut être utilisée pour des essais de compatibilité.

Fabrication automatisée de peau humaine

Une automatisation sans faille

L'installation destinée à fabriquer de la peau artificielle est un projet pilote de la bioproduction, qui constitue la symbiose de la biologie et de la technique d'automatisation. On a veillé à obtenir une chaîne de processus continue.  Plus d'une centaine de composants Festo sont montés dans l'installation, s'étendant du conditionnement de l'air comprimé aux distributeurs à commutation rapide, en passant par les capteurs, vérins et arbres électriques et autres servomoteurs et moteurs pas à pas. Ces composants permettent le vissage de petits tubes, l'ouverture et la fermeture automatiques des portes de sas, la retenue des couvercles pour les plaques qui reçoivent les cellules, la surveillance de l'air comprimé et le déplacement d'autres composants, tels des aiguilles ou des cavités de moules.

La médecine personnalisée du futur

La peau n'est pas le seul organe à être prisé pour les systèmes d'essais. Ces prochaines années, l'évolution de la technologie permettra de fabriquer automatiquement encore d'autres tissus, tels la cornée de l'œil humain. À l'avenir, l'un des objectifs de cette technique est de réaliser des modèles personnalisés – par exemple pour aménager encore plus efficacement le traitement des tumeurs. Si la recherche sur la fabrication artificielle de tissus de longue durée avec des systèmes d'approvisionnement en sang continue à se développer, il est même envisageable de fabriquer de manière automatisée des greffes propres au corps.