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Que peut apporter une modélisation mathématique à la maitrise du bio-printing ?

What can mathematical modelling contribute to the mastery of bio-printing?


Danzo A.
LRGP – UMR 7274 CNRS-UL

André J.C
LRGP – UMR 7274 CNRS-UL



Publié le 3 juin 2020   DOI : 10.21494/ISTE.OP.2020.0530

Résumé

Abstract

Mots-clés

Keywords

Le bio-printing issu des technologies de fabrication additive se développe en termes de recherches scientifiques parce qu’avec cette technologie récente il y aurait possibilité, avec des cellules souches des personnes atteintes de maladies graves, de recréer un jour des organes déficients sans qu’existent des rejets de la part des patients malades puisque ces organes seraient recréés à partir de cellules saines compatibles. Ce que l’on observe c’est une augmentation quasi-exponentielle du volume des publications expérimentales alors que la modélisation des processus de croissance et de différenciation cellulaire reste peu explorée. Pour autant, le bio-printing nécessite la convergence de nombreuses disciplines scientifiques, ce qui impose une réflexion épistémologique visant la fabrication robuste d’organes. Faute de la possibilité de rencontre entre spécialistes scientifiques concernés, la modélisation mathématique permet de tenter de trouver de possibles chemins existant entre extraction de cellules saines d’un patient et réalisation potentielle d’un tissu, voire d’un organe. Le but de ce travail est d’illustrer cette potentialité permettant de savoir quelles questions poser aux biologistes pour avancer sur ce sujet (en particulier), mais également de connaître les limites de ce type d’exercice.

Bio-printing from additive manufacturing technologies is developing in terms of scientific research because with this recent technology it would be possible, with stem cells from people with serious diseases, to one day recreate deficient organs without rejection from sick patients since these organs would be recreated from compatible healthy cells. What is observed is an almost exponential increase in the volume of experimental publications, while the modelling of cell growth and differentiation processes remains little explored. Nevertheless, bio-printing requires the convergence of many scientific disciplines, which imposes an epistemological reflection aimed at robust organ production. In the absence of the possibility of a deep association between the scientific specialists concerned, mathematical modelling makes it possible to attempt to find possible paths existing between the extraction of healthy cells from a patient and the potential production of a tissue, or even an organ. The aim of this work is to illustrate this potentiality, making it possible to know what questions to ask biologists in order to make progress on this subject (in particular), but also to know the limits of this type of exercise.

Fabrication additive bio-printing épistémologie modélisation mathématique

Additive manufacturing bio-printing epistemology mathematical modelling