Un « tatouage » vivant imprimé en 3D

Au début des années 2000, les seuls matériaux utiles à l’impression 3D étaient des résines. Pas de quoi dépasser le stade de la production de prototypes. Ce n’est que plusieurs années plus tard que d’autres matériaux sont venus enrichir le champ des possibles. Aujourd’hui, des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT, États-Unis) proposent de travailler avec… de la matière vivante ! Des bactéries génétiquement programmées pour répondre à des stimuli particuliers, pour être plus précis. Avec cette encre, ils ont d’ores et déjà pu imprimer un patch aux propriétés étonnantes.

L’idée n’est pas nouvelle. D’autres équipes ont déjà essayé avec des cellules vivantes de mammifères. Mais le succès n’a pas été au rendez-vous. « Parce que ces cellules-là ne sont pas suffisamment résistantes », explique Hyunwoo Yuk, l’un des auteurs de la présente étude. C’est pourquoi les chercheurs du MIT se sont intéressés à des bactéries. Leurs parois, en effet, résistent à des conditions relativement difficiles, comme celles auxquelles sont soumises les encres d’impression 3D.

Des bactéries comme détecteurs

Les cellules de bactéries sont par ailleurs — contrairement aux cellules de mammifères — compatibles avec l’usage d’hydrogels, des gels fabriqués à partir d’eau et de polymères. Et notamment avec l’usage d’un hydrogel à la consistance de pâte dentifrice, idéale pour l’impression 3D.

Une fois les cellules et l’hydrogel adéquats identifiés, les chercheurs ont ajouté au mélange quelques nutriments. L’encre ainsi obtenue leur a permis d’imprimer en 3D des structures allant jusqu’à plusieurs centimètres, avec une résolution élevée. Un motif d’arbre, par exemple, sorte de tatouage qu’ils ont ensuite déposé sur la peau d’un cobaye.

Un cobaye sur la main duquel avaient au préalable été étalés différents composés chimiques. Et les bactéries piégées dans le tatouage ont effectivement réagi aux stimuli pour lesquels elles avaient été génétiquement programmées, en produisant des protéines fluorescentes. De quoi envisager la fabrication de patchs flexibles et autocollants comme autant de capteurs personnalisés de polluants par exemple. Ou même la production de capsules de médicaments.

À plus long terme, les chercheurs du MIT imaginent même pouvoir imprimer des ordinateurs vivants. Car ils sont également parvenus à faire en sorte que les bactéries utilisées communiquent entre elles. Certaines cellules ayant pu être programmées pour ne réagir qu’à partir du moment où elles reçoivent un signal de la part d’une autre cellule.

Ce qu’il faut retenir

• Des chercheurs ont mis au point une encre d’impression 3D à base de bactéries vivantes.
• Ces cellules peuvent être génétiquement programmées pour répondre à des stimuli bien précis.
• La technique pourrait être appliquée à la fabrication de capteurs flexibles et personnalisés.
• À partir de leurs travaux, les chercheurs envisagent même la conception, dans le futur, d’ordinateurs vivants.