Avec plus de 440 brevets à son actif, l’ingénieur et inventeur américain Dean Kamen cherche depuis son adolescence des solutions techniques aux dilemmes médicaux et sociaux. Mieux connu comme le créateur de Segway, un système de transport auto-équilibré à deux roues qui met maintenant fin à la production après deux décennies sur le marché sans jamais obtenir une large acceptation des consommateurs, Kamen est déjà sur quelque chose de nouveau: lutter pour la production de masse d’organes et de tissus humains.

La résolution de certains des problèmes de santé les plus difficiles n’est pas une nouveauté pour Kamen. Après avoir fondé sa première société pharmaceutique en 1976 pour fabriquer et commercialiser la première pompe à perfusion portable, il a continué avec les principaux chercheurs sur le diabète à en créer une nouvelle, cette fois une pompe à insuline portable. Cela a été suivi par une liste continue d’inventions, y compris de nouvelles technologies pour aider les patients atteints de rein en phase terminale, un fauteuil roulant monte-escalier et même un système de bras prothétique qui permet aux porteurs d’avoir un contrôle «presque naturel» sur leurs membres artificiels.

Dean Kamen (Crédit: PREMIER compte Twitter)

Cependant, rien ne se rapproche de sa dernière entreprise: l’intensification de l’ingénierie tissulaire et finalement la fabrication d’organes humains. À cette fin, Kamen a réuni plus de 100 organisations publiques et privées pour développer un écosystème totalement nouveau et collaboratif pour la médecine régénérative. Kamen dirige une organisation à but non lucratif appelée Advanced Regenerative Manufacturing Institute (ARMI) et vise à réparer un domaine de la technologie tissulaire fragmentée qui «manque d’un cadre mécaniste pour traduire les résultats de laboratoire en produits manufacturés».

« Il y a tellement de travail à faire à l’intersection de la technologie et de la médecine pour créer une industrie entière et donner aux gens une place pour les organes, que ce soit votre foie ou vos reins ou vos poumons », a déclaré Kamen il y a deux ans lors un discours qu’il a prononcé à l’Université Tufts dans le Massachusetts. «Chacun des problèmes avec lesquels nous travaillons est un très grand besoin pour le monde de ne pas être résolu et bientôt résolu, ou pour que les gens meurent. Il doit y avoir une technologie de base, et il doit y avoir un besoin, et si nous réussissons, cela fera une grande différence. « 

L’organisation a son siège social dans le New Hampshire, Manchester Millyard, un ensemble de bâtiments d’usine rénovés qui abrite également plusieurs autres entreprises de Kamen. ARMI est l’un des 14 endroits sous l’égide fédérale du réseau d’instituts régionaux qui fabriquent les États-Unis et le département américain de la Défense (DoD) qui se concentre sur la catalyse de domaines technologiques de fabrication avancés spécifiques et prometteurs.

En décembre 2016, le DoD ARMI a octroyé une subvention de 80 millions de dollars pour gérer le partenariat public-privé BioFabUSA, lancé à la mi-2017. Le consortium se compose de plus de 150 entreprises, institutions académiques et organisations à but non lucratif qui prétendent rechercher et construire l’équipement qui nécessaires pour fabriquer des organes dans des laboratoires à grande échelle.

Des startups de bio-impression comme Cellink et Xylyx Bio aux institutions académiques telles que l’Université du Massachusetts Lowell, l’Université Northwestern, l’Université du Vermont, l’Université de Notre Dame et plus encore, ils travaillent tous ensemble pour soutenir le développement des capacités de fabrication de tissus et d’organes. Les membres étant admissibles au financement, plus de 33,3 millions de dollars ont été approuvés à ce jour pour des projets de fabrication de dispositifs médicaux en génie tissulaire.

«Je suis étonné de la science-fiction du 21e siècle réalisée par des chercheurs en médecine régénérative. Je suis tout aussi surpris de la science-fiction dans leurs laboratoires, où le travail manuel des techniciens rappelle celui de Louis Pasteur. Il est étonnant que ces miracles puissent être réalisés sans contrôles de processus modernes, robotique et capteurs, mais ce domaine aura besoin de la technologie et de la fabrication du 21e siècle pour devenir une industrie capable de fabriquer des tissus approuvés par la FDA à l’échelle dont ils ont besoin.  » Kamen, PDG de BioFabUSA. « BioFabUSA construira la coalition entre l’industrie, les universités et le gouvernement qui, je l’espère, y parviendra et permettra le prochain grand progrès. »

La mission de l’ARMI est de rendre pratique la fabrication à grande échelle de tissus et de technologies liées aux tissus, mais l’espace technique du travail de BioFabUSA comprend des innovations dans cinq domaines de la traction:

  1. Sélection, culture et mise à l’échelle des cellules
  2. Choix du biomatériau et mise à l’échelle
  3. Automatisation et surveillance du processus tissulaire
  4. Technique de maturation tissulaire
  5. Conservation et transport des tissus.

Pour ce faire, BioFabUSA prétend intégrer des cultures cellulaires et tissulaires innovantes avec les progrès de la bio-impression 3D, de l’automatisation, de la robotique et des technologies analytiques pour créer des outils de recherche et de développement perturbateurs et des processus de fabrication en volume conformes à la FDA.

Les instituts qui rejoignent le groupe ARMI-BiofabUSA ont l’opportunité de travailler ensemble pour développer des normes industrielles et apporter des produits pionniers à la clinique et au marché, dans le but ultime de fabriquer des organes sur demande en salle d’opération (OU).

«La communauté de R&D universitaire et commerciale a fait un travail formidable en stimulant l’innovation dans le domaine de la médecine régénérative», a déclaré Graham Chynoweth, mentor de démarrage chez ARMI / BioFabUSA, lorsque l’Université du Vermont (UVM) a rejoint le consortium de médicaments régénératifs de haut niveau en janvier. 2018. »Il est maintenant temps de passer d’une échelle de laboratoire et clinique à une échelle commerciale. Des types nouveaux et différents de talents et d’expertise sont nécessaires pour que cette transition réussisse. Nous sommes fiers qu’UVM se joigne à nous pour accompagner cette transition et développer ce pipeline de talents. « 

Fonderie de tissus (crédit: ARMI / BioFabUSA)

Prétend se concentrer sur la création d’innovations de fabrication de pointe dans le traitement des biomatériaux et des cellules pour les besoins critiques du DoD et des civils, l’un des projets en cours de développement à BioFabUSA d’ARMI est la plateforme de fabrication de prototypes de Tissue Foundry. Selon ARMI, l’objectif à long terme de ce projet est de construire une ligne de production modulaire, flexible, compatible GMP, fermée et entièrement automatique pour les tissus d’ingénierie.

Pourtant, tout ce que nous savons jusqu’à présent, c’est qu’à court terme, l’équipe s’est concentrée sur la construction d’un système de fabrication de modules prototypes pour les tissus d’ingénierie, qui mettra en évidence les lacunes de capacité pour affiner les domaines d’intervention de BioFabUSA. La ligne est conçue pour avoir cinq modules, qui se concentreront sur la culture en pool de semences, la récolte et le lavage des cellules, la fabrication d’échafaudages, le semis et la culture d’échafaudages et l’emballage final du produit. En fin de compte, la ligne de fabrication aura un noyau commun, mais sera suffisamment modulaire pour permettre la fabrication d’un large éventail de conceptions de produits médicaux d’ingénierie tissulaire, et sera utilisée pour la validation de processus, la fabrication clinique de phase précoce et constituera la base des activités de transfert de technologie. Nous nous attendons à ce que plus d’informations soient disponibles lorsque la fin du contrat quinquennal du DoD prendra fin en 2021.

Au DoD Manufacturing Institute, les participants peuvent obtenir une visite en réalité virtuelle dans la ligne de fonderie de tissus ARMI, la production de la ligne est cette construction os-ligament-os (crédit: ARMI / Rockwell Automation)

Il s’agit de l’une des nombreuses activités de développement nécessaires pour atteindre l’objectif de l’organisation d’une ligne de production de tissus évolutive, modulaire, automatisée et fermée. L’année dernière, Kamen a proposé que le nouveau projet de fonderie de tissus puisse conduire à la fabrication de tissus qui seraient testés sur des animaux avant les essais cliniques sur des humains, et espérait que les tests sur les animaux pourraient commencer cette année.

Pendant les travaux sur ce projet pendant quatre ans, de nombreuses entreprises sont devenues membres de l’ARMI et ont contribué avec la technologie et le financement. Cela inclut les développeurs de systèmes de contrôle industriels Rockwell Automation, qui a engagé 10 millions de dollars à ARMI pour développer des moyens d’augmenter la production de nouvelles technologies pour produire des tissus, comme la culture de la peau artificielle pour les greffes. La société de médecine régénérative CollPlant a livré son expertise dans les biolinks, basée sur son rhCollagen, en tant que pierre angulaire de la bio-impression 3D de tissus et d’organes. Tandis que Advanced Solutions, basée à Louisville – un autre membre de l’ARMI avec une filiale sur le campus de Millyard – a fourni son robot à six axes, la bio-imprimante 3D BioAssemblyBot, pour construire des structures biologiques, telles que la croissance des vaisseaux sanguins à l’extérieur du corps humain. Un autre projet dévoilé vient d’une équipe d’ingénieurs biomédicaux de l’Université de Boston, qui a conçu un prototype de bioréacteur peu coûteux et à usage unique capable de cultiver des tissus compatibles avec la ligne de fabrication de Tissue Foundry.

Bioréacteur jetable à faible coût pour le projet de fonderie de tissus ARMI (crédit: Boston University / DEKA R&D)

En plus de la recherche, BioFabUSA d’ARMI se concentre également sur le développement de la main-d’œuvre conçu pour créer une nouvelle génération d’employés pour occuper des emplois qualifiés et hautement rémunérés en médecine régénérative qui sont rares aujourd’hui. En partenariat avec l’Université du Minnesota et son installation de bio-impression 3D, BioFabUSA développe des programmes de formation pour soutenir les compétences de bio-impression 3D nécessaires pour former les futurs travailleurs. Ces programmes exposent les jeunes étudiants à l’impression 3D, en particulier à des cours de bio-impression ciblés pour les programmes d’études de deux et quatre ans et aux études supérieures, à la formation des vétérans et même à des ateliers intensifs d’une semaine pour les professionnels de l’industrie. En fait, l’un des avantages des étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs dans les universités qui font partie de l’écosystème BioFabUSA réside dans les stages et les opportunités d’emploi disponibles.

Bien que la plupart des informations sur les projets en cours à ARMI-BioFabUSA n’aient pas été entièrement révélées, Kamen et les membres du consortium sont convaincus qu’ils joueront un rôle important dans l’avenir de la technologie médicale dans la promotion des tissus en travaillant ensemble. l’industrie manufacturière pour soigner certaines maladies, telles que le diabète, l’insuffisance rénale et la perte des extrémités. Nous garderons un œil sur plus d’informations provenant d’ARMI-BioFabUSA à l’avenir.



Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *