Aux Pays-Bas, un spécialiste de la bio-impression 3D est à l’origine d’un nouveau procédé de fabrication capable de participer à la phase de conception à l’aide d’une intelligence artificielle. Ce procédé assez surprenant se démarque également par son recours à l’impression volumétrique, une méthode permettant de produire la structure directement dans son entièreté.
Intelligence artificielle et impression volumétrique
Pourquoi ne pas donner la possibilité aux imprimantes 3D de voir et penser ? L’idée suit actuellement son chemin sous l’impulsion de Riccardo Levato, professeur à l’Université d’Utrecht (Pays-Bas) à la tête d’un laboratoire baptisé Levato Lab. L’intéressé et son équipe ont créé Generative, Adaptive, Context-Aware 3D printing (GRACE), une solution de bio-impression présentée comme étant plus performante, fiable et intelligente. Ayant fait l’objet d’une publication dans la revue Nature le 3 septembre 2025, le procédé GRACE intègre l’impression volumétrique. Autrement dit, il s’agit de solidifier un gel photosensible en une seule fois afin de produire la structure dans son entièreté et ce, au lieu de déposer des couches successives de cellules que cela se fait habituellement.
« Pour fabriquer une structure, nous projetons une série de motifs lumineux dans un tube rotatif contenant un gel photosensible et des cellules. Là où les faisceaux lumineux convergent, le matériau se solidifie. Cela permet de créer un objet 3D complet en une seule fois, sans avoir à toucher les cellules. », peut-on lire dans la publication.
Afin de réaliser la meilleure impression possible et préserver les cellules, la méthode en question nécessite de savoir où ces mêmes cellules se situent. Les scientifiques ont donc conçu un système de lumière laser boosté à l’intelligence artificielle, capable de cartographier la composition chimique du matériau à imprimer, ainsi que son architecture cellulaire. L’objectif ? Choisir la bonne géométrie à adopter. Pour ce faire, l’IA a notamment recours à l’imagerie 3D, la modélisation paramétrique, ainsi que la vision par ordinateur. Concrètement, GRACE contribue à la conception de la structure, si bien que les habituels plans des concepteurs ne sont plus indispensables.
Crédits : Levato et al., Nature., 2025
Des applications dans le domaine de la santé
En théorie, le procédé GRACE peut donc franchir certains obstacles, par exemple dans le cadre de la création de réseaux de vaisseaux sanguins fonctionnels. Savoir où se situent les cellules dans la bio-encre utilisée avant la conception de ces vaisseaux est sans aucun doute un avantage de poids. L’équipe a également imprimé un prototype de fémur à l’aide d’un gel contenant des cellules proches du cartilage articulaire et des cellules souches de la moelle osseuse. Dans le cadre de cette impression, GRACE a positionné et imprimé le cartilage autour de la tête fémorale avec succès. Par ailleurs, le procédé pourrait également s’avérer utile dans l’industrie pharmaceutique, en concevant des structures capables de libérer des doses parfaites de substance médicamenteuse.
Évidemment, ces travaux n’en sont pour l’instant qu’à leurs balbutiements. Riccardo Levato et son équipe travaillent actuellement sur l’augmentation des cellules qu’il est possible d’imprimer. L’objectif est à terme de réussir l’impression en 3D d’autres tissus plus conséquents, notamment le foie et le cœur. Enfin, l’équipe a affirmé avoir l’intention de partager leur technique avec d’autres laboratoires afin que ces derniers puissent l’utiliser avec leur propre méthode d’impression.
