Protolabs renforce la guerre contre le cancer
Zellwerk GmbH
La société allemande Zellwerk GmbH utilise des bioréacteurs à usage unique fournis par le service de pièces moulées par injection rapide de Protolabs, pour aider à combattre le cancer chez les patients dont les cellules immunitaires vitales sont déficientes. Fabriqué à partir d'une résine plastique spéciale dont les propriétés de finition de surface sont soigneusement contrôlées, ce système révolutionnaire a ouvert des perspectives totalement nouvelles dans le monde de la médecine régénérative.
Dans la lutte contre le cancer, l'organisme dispose de sa propre garde rapprochée : les "cellules tueuses naturelles" sont capables de détruire leurs adversaires cancéreux et d'empêcher les infections virales de se propager. Malheureusement, chez de nombreux patients, le système immunitaire est déjà tellement affaibli qu'il ne peut pas produire suffisamment de ces précieuses cellules.
La société Zellwerk GmbH d'Eichstaedt, à quelque 25 km au nord-ouest de Berlin, est parvenue à cultiver des cellules en dehors du corps humain en plus grande quantité que jamais auparavant. Zellwerk, spécialiste de la culture cellulaire et de l'ingénierie tissulaire, utilise pour ce faire des bioréacteurs à usage unique fabriqués à partir de composants moulés par injection fournis par Protolabs.
Hans Hoffmeister, PDG de Zell GmbH, décrit le système en tenant dans ses mains une discrète pièce en plastique transparent munie d'un bouchon. "Ce que vous voyez ici est le cœur de nos bioréacteurs. Il répond à toutes les exigences nécessaires pour produire les propres cellules du corps dans la même quantité que les médicaments, dans le cadre d'un processus standardisé et reproductible", explique-t-il.
"Ce système breveté est à la fois une révélation dans le domaine de la médecine régénérative et le rêve des scientifiques biomédicaux. Il prélève un échantillon du patient, par exemple du sang, isole les cellules immunitaires, les cultive en dehors de l'organisme en grandes quantités et les ramène pour combattre les cellules tumorales".
Le système Zell, appelé Z RP Technology, comprend un incubateur, situé dans la chambre de travail stérile du bioréacteur, et un adaptateur spécial. Une unité de contrôle externe surveille, contrôle et documente tous les paramètres.
"Il est essentiel de créer un "flux laminaire" dans le réacteur en plastique", explique le professeur Hoffmeister. "Les cellules sont placées au fond du réacteur et rincées uniformément sans créer de turbulences. Simultanément, les cellules sont alimentées en oxygène et en milieu frais, tandis que le milieu usé est transporté et qu'un pH constant est maintenu."
Pour garantir la répétabilité du processus, l'élément vital du défi consistait à créer une surface spéciale dans le réacteur offrant un niveau de friction optimal - ni trop lisse, ni trop rugueux. Rainer Mausolf, directeur de la construction, résume les exigences relatives à la résine du réacteur et à son état de surface : "Le choix du plastique était crucial car nous devions assurer des conditions chimiques et physiques constantes dans le réacteur. Nous avons essayé plusieurs plastiques courants, mais nous avons eu du mal à trouver un matériau résistant à la stérilisation par rayons gamma. Finalement, avec l'aide de Protolabs, nous avons trouvé la résine optimale pour notre système", explique-t-il.
"Protolabs nous a également beaucoup aidés à mettre en œuvre nos exigences en matière de surface. Dans les systèmes Z RP Technology, les cellules ne doivent pas pouvoir être rincées librement et ont donc besoin d'une surface à grain fin sur laquelle elles s'appuient. Ce n'est qu'ainsi qu'il est possible d'avoir un processus standard et reproductible. Pour maintenir des conditions uniformes dans l'ensemble du système, nous disposons d'une sonde en amont de l'adaptateur du réacteur qui mesure en permanence le pH, la température et l'oxygène, et transmet ces données à une unité de contrôle externe."
Tous les bioréacteurs et adaptateurs de sonde (en différentes versions) utilisés dans la technologie Z RP sont fabriqués par le service de pièces moulées par injection rapide de ProtoLabs.
"Au début, nous n'arrivions pas à croire à la rapidité et à la fiabilité du service", déclare M. Mausolf. "Nous ne connaissions aucun autre fournisseur capable de livrer des pièces finies dans les dix jours suivant le transfert du modèle 3D. Parfois, nous recevions même des composants dans les cinq jours, si nous avions opté pour cette solution. Le processus était si simple : J'ai simplement chargé mon modèle 3D SolidWorks sur le site web de Protolabs. Mon devis est arrivé presque immédiatement et, peu après, j'ai été contacté pour recevoir de précieux conseils sur la mise en œuvre. En quelques jours, nous avons reçu les premiers réacteurs et adaptateurs fabriqués à partir de notre plastique spécial."
Le professeur Hoffmeister ajoute : "Pour Zellwerk, cette solution est à la fois la plus idéale et la moins coûteuse : "Pour Zellwerk, il s'agit de la solution la plus idéale et la moins coûteuse. Nous avons absolument besoin de pièces fabriquées dans un matériau "réel". Les matériaux de substitution, tels que ceux proposés par les méthodes de prototypage traditionnelles, sont inutiles pour nous. Sans Protolabs, nous n'aurions jamais fabriqué aussi rapidement et à moindre coût un bioréacteur entièrement fonctionnel pour la croissance des propres cellules immunitaires du corps, qui réponde aux exigences rigoureuses des organismes de réglementation".
Les bioréacteurs Z RP Technology de Zellwerk représentent désormais la technologie de culture la plus avancée disponible dans le commerce pour les types de cellules adhérentes et à des fins d'ingénierie tissulaire.