L’impression 3D est en train de changer progressivement la manière dont certains dispositifs médicaux sont conçus et fabriqués.

Longtemps associée au prototypage industriel, elle est aujourd’hui utilisée dans des domaines aussi différents que la chirurgie, la dentisterie, l’orthopédie, la recherche biomédicale ou les laboratoires d’analyses. Elle permet de fabriquer une pièce adaptée à un patient, de produire rapidement un dispositif en petite série ou encore de créer des architectures internes impossibles à obtenir avec les procédés traditionnels.

Mais une question revient souvent lorsqu’on évoque l’impression 3D dans le domaine médical : peut-on aller jusqu’à imprimer des cellules vivantes, voire des tissus ou des organes ? La réponse est oui pour les cellules et certains modèles tissulaires expérimentaux. En revanche, l’impression d’un organe humain fonctionnel reste aujourd’hui un objectif de recherche.

Pour les professionnels de santé, l’enjeu est donc de comprendre où se situe réellement la technologie : quelles méthodes sont disponibles, quels matériaux peuvent être utilisés, quelles normes s’appliquent et quelles applications sont déjà concrètes.

I- Approche d’une technologie prometteuse

L’impression 3D médicale, de quoi parle-t-on ?

L’impression 3D, ou fabrication additive, consiste à fabriquer un objet par ajout successif de matière, couche après couche, à partir d’un modèle numérique.

La norme ISO/ASTM 52900:2021 définit les principes généraux et le vocabulaire de la fabrication additive.

Dans le domaine médical, la chaîne peut commencer par une image issue d’un scanner ou d’une imagerie par résonance magnétique. Ces données peuvent être transformées en modèle tridimensionnel, puis en fichier permettant de fabriquer un objet.

Cette chaîne numérique permet par exemple de passer :

de l’imagerie d’un patient → à un modèle numérique → puis à un objet physique personnalisé.

Mais tous les objets imprimés en trois dimensions n’ont évidemment pas le même statut.

Un support de tubes dans un laboratoire, un modèle anatomique utilisé pour préparer une opération, un guide chirurgical stérile et un implant destiné à rester plusieurs années dans le corps sont quatre produits très différents.

C’est donc l’usage prévu du dispositif qui détermine une grande partie des contraintes techniques et réglementaires.

Les principales technologies d’impression 3D

Le dépôt de matière fondue

Le principe est simple : un filament thermoplastique est chauffé puis déposé par une buse, couche après couche. Cette technologie est particulièrement intéressante pour les prototypes, les accessoires, les modèles anatomiques, certains dispositifs externes ou les petites séries.

Elle présente l’avantage d’être relativement accessible et de permettre de modifier rapidement une pièce. Sa limite principale réside dans le comportement mécanique lié à la fabrication par couches. Une pièce peut notamment présenter des propriétés différentes selon son orientation dans l’imprimante et la température dans la chambre d’impression.

La photopolymérisation

Dans ce cas, une résine photosensible est solidifiée par exposition à une source lumineuse.

La stéréolithographie et les procédés apparentés permettent d’obtenir des pièces très précises, avec des surfaces particulièrement fines.

Ces technologies sont utilisées notamment pour les modèles anatomiques, la dentisterie et certaines applications médicales spécialisées. Mais une résine très précise n’est pas nécessairement un matériau adapté au contact avec le corps humain. La formulation, la polymérisation, le nettoyage et les traitements postérieurs doivent être maîtrisés, avec des substances appropriées.

La fusion sur lit de poudre

Une fine couche de poudre est déposée puis certaines zones sont fusionnées ou frittées. Le processus est répété jusqu’à obtenir la pièce complète.

Cette technologie est particulièrement intéressante pour les polyamides et certains métaux. Elle permet de produire des géométries complexes et des structures internes difficiles à fabriquer autrement.

L’impression métallique

Les procédés de fusion laser sur lit de poudre permettent notamment d’imprimer des pièces en titane ou en alliages métalliques.

Ils sont particulièrement intéressants pour certains implants orthopédiques, maxillo-faciaux ou crâniens. L’une des particularités de l’impression 3D est ici de pouvoir créer des structures dites lattice : des réseaux tridimensionnels constitués de motifs répétés.

Ces architectures permettent de contrôler la masse, la rigidité, la porosité et certaines propriétés d’intégration de l’implant.

Le matériau : une question centrale en médecine

Il n’existe pas un matériau unique pour l’impression 3D médicale. Le choix dépend de la fonction de la pièce, de sa durée d’utilisation et de son contact éventuel avec le patient.

 

1. 1.  Les polymères

On utilise notamment des polymères tels que :

 

• • le polylactide ;

• • les polyamides ;

• • le polyétheréthercétone ;

• • certains polyuréthanes thermoplastiques ;

• • certains polymères biorésorbables ;

• • certaines résines photopolymères.

Le polyétheréthercétone, par exemple, présente des propriétés mécaniques et thermiques intéressantes pour certaines applications implantables.

Certains polymères peuvent également être conçus pour être progressivement résorbés par l’organisme.

C’est précisément ce principe qui est intéressant dans l’ingénierie tissulaire.

 

• • Les métaux

Le titane et certains de ses alliages occupent une place importante dans les implants fabriqués par fabrication additive. Leur intérêt est notamment lié à leurs propriétés mécaniques et à leur comportement biologique.

L’impression permet en outre de créer des géométries poreuses et des architectures complexes.

 

• • Les matériaux bioactifs et les céramiques

Les céramiques et certains matériaux bioactifs sont également étudiés pour des applications liées notamment à la reconstruction osseuse.

Ils peuvent être utilisés pour chercher à reproduire certaines caractéristiques minérales de l’os ou favoriser son intégration.

Quelles imprimantes 3D pour un laboratoire médical ?

Le choix d’une imprimante tridimensionnelle dépend avant tout de l’usage envisagé. Une machine destinée à fabriquer un modèle anatomique ou un support de laboratoire n’aura pas les mêmes caractéristiques qu’un équipement utilisé pour produire un implant métallique. Les quatre technologies présentées ci-dessous permettent de couvrir une grande partie des applications rencontrées dans la recherche biomédicale, le prototypage médical et la fabrication de dispositifs personnalisés.

UltiMaker S7 — dépôt de filament

L’UltiMaker S7 est une imprimante fonctionnant par dépôt de matière fondue, une technologie particulièrement adaptée aux laboratoires qui souhaitent disposer d’un outil de fabrication rapide et relativement polyvalent. Elle permet de produire des supports, des gabarits, des prototypes, des boîtiers, des accessoires de laboratoire ou encore des modèles anatomiques. Son intérêt réside notamment dans la facilité avec laquelle un objet peut être modifié puis réimprimé à partir du fichier numérique. La machine dispose d’un volume de fabrication de 330 × 240 × 300 millimètres et d’un système de filtration intégré. Elle peut utiliser un large éventail de thermoplastiques, mais le choix du matériau doit rester cohérent avec l’usage prévu : un filament compatible avec la machine n’est pas pour autant adapté à un contact avec un patient. Dans un environnement médical, l’UltiMaker S7 doit donc être considérée avant tout comme une machine de prototypage, de fabrication d’accessoires et de modèles, plutôt que comme un équipement permettant de fabriquer directement un implant. (UltiMaker)

Formlabs Form 4B — photopolymérisation

La Form 4B de Formlabs constitue une approche différente. Elle utilise la photopolymérisation pour solidifier une résine couche par couche et obtenir des pièces particulièrement précises. Cette machine est spécifiquement positionnée par son fabricant pour les applications de santé et de dispositifs médicaux. Elle peut notamment être utilisée pour produire des modèles anatomiques détaillés, des guides chirurgicaux, des instruments, des prototypes fonctionnels ou certaines pièces destinées à un usage médical lorsque le matériau, le procédé de fabrication et le post-traitement ont été validés pour cet usage. L’intérêt de cette technologie réside dans sa capacité à reproduire des géométries fines et des détails complexes. Formlabs propose notamment des résines biocompatibles pour certaines applications définies. Là encore, il faut distinguer la résine certifiée ou évaluée pour un usage donné du produit final : l’utilisation d’une résine dite biocompatible ne dispense pas de l’évaluation et de la validation du dispositif dans son ensemble. (Formlabs)

EOS P 396 — fusion sur lit de poudre polymère

Avec l’EOS P 396, on change d’échelle. Cette machine utilise la fusion sur lit de poudre, principalement pour des polymères tels que le polyamide. Elle est destinée à une production industrielle et permet de fabriquer simultanément de nombreuses pièces dans un même cycle. Cette caractéristique la rend particulièrement intéressante pour les petites séries de pièces fonctionnelles ou personnalisées. L’un des avantages du procédé est l’absence de structures de support traditionnelles : la poudre environnante soutient les géométries pendant la fabrication, ce qui facilite la production de formes complexes. EOS dispose par ailleurs d’une offre spécifiquement développée pour le secteur médical. Un exemple particulièrement parlant est la fabrication d’écouvillons médicaux en polyamide pour les tests de dépistage de la Covid-19, produits à l’aide de systèmes EOS. Cette technologie illustre ainsi le passage de l’impression 3D du simple prototype à une production médicale en série, lorsque l’ensemble du procédé et du produit a été qualifié et validé. (EOS)

EOS M 290 — fusion laser sur lit de poudre métallique

Pour les applications métalliques, l’EOS M 290 est une référence particulièrement intéressante. Elle utilise un laser pour fusionner sélectivement une poudre métallique et construire la pièce couche après couche. Cette technologie est notamment adaptée aux alliages de titane et à d’autres matériaux utilisés dans des applications médicales. Elle permet de réaliser des géométries très complexes, notamment des structures poreuses ou des architectures de type « lattice ». Ces structures peuvent être particulièrement intéressantes pour certains implants orthopédiques ou maxillo-faciaux, car elles permettent de réduire la masse de l’implant et de contrôler localement ses propriétés mécaniques et sa porosité. L’impression métallique permet également de fabriquer des implants personnalisés à partir des données anatomiques d’un patient. Il s’agit cependant d’une technologie industrielle : l’investissement, la préparation des poudres, le contrôle du procédé, les opérations de finition et la caractérisation du produit nécessitent des compétences et des infrastructures nettement plus importantes que celles nécessaires à une imprimante de laboratoire classique. (EOS)

Comment choisir ?

Quatre imprimantes, quatre usages différents. Pour un laboratoire hospitalier souhaitant produire des prototypes, des supports ou des modèles, une machine à dépôt de filament peut être suffisante. Pour des modèles nécessitant davantage de précision ou certaines applications médicales spécifiques, la photopolymérisation est plus adaptée.

La fusion sur lit de poudre polymère devient pertinente lorsqu’il faut produire des pièces fonctionnelles en petite ou moyenne série, tandis que l’impression métallique s’adresse principalement aux applications industrielles et aux implants complexes.

Il faut surtout garder à l’esprit qu’une imprimante 3D n’est pas en elle-même un dispositif médical. La conformité dépend de l’ensemble de la chaîne : conception, matériau, paramètres de fabrication, post-traitement, nettoyage, stérilisation lorsque nécessaire, contrôles, traçabilité et usage prévu. Une imprimante capable d’utiliser un matériau biocompatible ne signifie donc pas que n’importe quelle pièce produite avec cette machine peut être utilisée sur un patient.

---

Les principales technologies d’impression 3D médicale en un coup d’œil

Technologie	Exemple de machine	Matériaux principaux	Applications médicales	Niveau d’utilisation
Dépôt de filament	UltiMaker S7	Thermoplastiques : polylactide, polyamide, polycarbonate, certains matériaux techniques	Supports de laboratoire, prototypes, gabarits, modèles anatomiques, accessoires	Laboratoire / prototypage
Photopolymérisation	Formlabs Form 4B	Résines photopolymères, dont certaines formulations biocompatibles	Modèles anatomiques, guides chirurgicaux, instruments, prototypes, certaines applications médicales validées	Laboratoire médical / professionnel
Fusion sur lit de poudre polymère	EOS P 396	Principalement polyamides et autres polymères techniques	Pièces fonctionnelles, petites séries, dispositifs personnalisés, certains produits médicaux	Industriel
Fusion laser sur lit de poudre métallique	EOS M 290	Titane, alliages de titane, cobalt-chrome et autres alliages métalliques selon configuration	Implants crâniens, maxillo-faciaux et orthopédiques, structures poreuses et « lattice »	Industriel / médical spécialisé

À retenir : le choix d’une technologie ne dépend pas uniquement de la précision recherchée. Il dépend également du matériau, du contact éventuel avec le patient, de la durée d’utilisation, des exigences de stérilisation, de la géométrie de la pièce, du volume de production et du niveau de validation réglementaire nécessaire.

Quelles normes pour une impression 3D destinée à la médecine ?

Il faut faire le distingo entre « objet imprimé » et « dispositif médical ». En effet, il est possible d’imprimer un dispositif qui n’est pas en contact avec le patient, un dispositif externe, une solution greffable / interne voire un dispositif de reconstruction de vivant.

En Europe, le cadre réglementaire principal est le règlement (Union européenne) 2017/745 relatif aux dispositifs médicaux.

Le règlement définit notamment le dispositif sur mesure comme un dispositif spécifiquement fabriqué conformément à une prescription écrite donnant des caractéristiques de conception spécifiques et destiné à un patient particulier. Un produit fabriqué en série puis simplement adapté n’est pas automatiquement considéré comme un dispositif sur mesure.

La conformité ne dépend donc pas simplement du matériau ou de l’imprimante : l’ensemble de la chaine de fabrication, assemblage, stérilisation, emballage, livraison, préparation, mise à disposition doit répondre aux normes en vigueur.

Plusieurs normes, de plusieurs domaines de compétence interviennent. Petit tour, non exhaustif.

ISO 13485:2016 — système de management de la qualité

Cette norme définit les exigences relatives au système de management de la qualité pour les fabricants de dispositifs médicaux.

Elle concerne notamment la maîtrise de la conception, de la fabrication, de la traçabilité et des processus de production.

Dans le cas de la fabrication additive, cela signifie que l’ensemble de la chaîne doit être maîtrisé : matériau, fichier numérique, paramètres d’impression, machine, finition, nettoyage et contrôle.

ISO 14971:2019 — gestion des risques

Cette norme définit le processus de gestion des risques applicable aux dispositifs médicaux.

Elle prévoit une démarche structurée d’identification des dangers, d’évaluation et de maîtrise des risques pendant le cycle de vie du dispositif. Elle a été confirmée comme édition actuelle en 2025.

Pour une pièce imprimée en trois dimensions, le risque peut venir du matériau mais également du modèle numérique, de la fabrication, de la contamination, de la stérilisation ou de l’utilisation.

ISO 10993-1:2025 — évaluation biologique

La norme ISO 10993-1:2025 est aujourd’hui la référence générale pour l’évaluation biologique des dispositifs médicaux.

Elle organise l’évaluation de la sécurité biologique dans le cadre de la gestion des risques et tient compte notamment de la nature du contact avec le corps et de sa durée. L’édition 2025 a remplacé l’édition 2018.

Elle peut être complétée par d’autres parties de la série ISO 10993.

Par exemple, l’ISO 10993-5:2009 concerne les essais de cytotoxicité in vitro. Elle prévoit notamment l’étude de la réponse de cellules de mammifères lorsqu’elles sont mises en contact avec le dispositif ou avec des extraits du dispositif.

D’autres évaluations peuvent porter, selon le dispositif, sur la sensibilisation, l’irritation, la caractérisation chimique ou les risques toxicologiques.

Stérilisation : lorsqu’un dispositif doit être stérile, le procédé de stérilisation doit être validé.

La norme ISO 17665:2024 concerne notamment la stérilisation des dispositifs médicaux par chaleur humide. D’autres normes existent pour l’oxyde d’éthylène ou l’irradiation.

La stérilisation doit idéalement être prise en compte dès la conception : certains matériaux, certaines géométries et certaines structures imprimées peuvent réagir différemment aux différents procédés.

Informations et traçabilité : la nouvelle ISO 20417:2026 définit les exigences générales concernant les informations fournies par le fabricant : identification, étiquetage, emballage, marquage et documentation accompagnant le dispositif. Cette édition publiée en mars 2026 remplace l’édition 2021.

II – Des applications pratiques en santé

Que peut-on déjà imprimer pour la médecine ?

L’une des applications les plus simples et les plus courantes en 2026 est l’impression des supports et accessoires pour les laboratoires (salles blanches, laboratoires d’analyses, salles stériles, cabinets de praticiens). Un support externe qui ne touche pas directement un prélèvement biologique n’est évidemment pas soumis aux mêmes exigences qu’un dispositif intervenant directement dans une analyse.

Un laboratoire peut avoir besoin d’un support de tubes correspondant précisément à un automate, à un format de tube ou à une organisation particulière. L’impression 3D permet alors de fabriquer rapidement une pièce en petite série sans développer un outillage industriel et sans délais de livraison (à moindre frais). De même, un manche ébréché sur un instrument médical peut devenir un nid de développement bactériologique. L’impression 3D permet de remplacement la section ébréchée sans remplacer l’outil complet. Certaines pièces d’automates ou d’instruments numériques peuvent également être imprimé : l’outil est plus rapidement fonctionnel.

Les accessoires et matériels jetables peuvent également être imprimés (en réutilisant le matériau après traitement spécifique).

La technologie est particulièrement intéressante lorsque le besoin est très spécifique ou évolue régulièrement. A titre d’exemple, les travaux sur l’automatisation de la manipulation et du rangement des tubes montrent l’intérêt de systèmes capables de gérer des configurations de laboratoire variables. [1] La cadence des analyses peut évoluer selon les besoins présents, et n’est plus contrainte par la capacité des automates.

Les modèles anatomiques

L’impression 3D permet de transformer des données d’imagerie médicale en modèles physiques.

Un chirurgien peut ainsi disposer d’une représentation d’une structure osseuse, d’une tumeur ou d’une anatomie complexe avant une intervention.

Ces modèles peuvent avoir trois fonctions :

 

• • préparer une intervention ;

• • former une équipe médicale ;

• • expliquer une situation au patient.

La Food and Drug Administration américaine identifie notamment les modèles anatomiques, les guides chirurgicaux et les implants parmi les applications médicales de l’impression 3D. [2]

Cette application présente un intérêt particulier parce qu’elle ne nécessite pas nécessairement de mettre la pièce en contact avec le patient.

Les guides chirurgicaux personnalisés

Un guide chirurgical permet d’aider le praticien à positionner un instrument ou à réaliser un geste selon une géométrie définie.

Le guide peut être conçu à partir des données anatomiques du patient. C’est une des applications les plus représentatives de la fabrication additive : l’imagerie devient directement un outil d’aide au geste médical.

La personnalisation permet notamment d’obtenir des formes qui épousent une anatomie individuelle pour une meilleure adaptation au patient. L’objectif sera double : une chirurgie plus précise et un temps de récupération réduit pour le patient.

Lorsque le dispositif est utilisé directement au cours d’une intervention, les exigences en matière de matériau, de nettoyage, de stérilisation, de traçabilité et de validation deviennent naturellement beaucoup plus importantes.

Les implants définitifs

L’impression 3D permet également de fabriquer certains implants personnalisés. On peut notamment citer :

 

• • les implants crâniens ;

• • certains implants maxillo-faciaux ;

• • certains implants orthopédiques ;

• • certaines structures destinées à la reconstruction osseuse.

L’intérêt est ici double : la pièce peut être adaptée à la géométrie du patient et sa structure interne peut être conçue spécifiquement, et l’impression métallique permet notamment de produire des implants en titane avec des architectures complexes.

La fabrication additive ne consiste donc plus seulement à reproduire une forme extérieure : elle permet de contrôler la matière à l’intérieur même de l’implant pour une reconstruction de tissu maitrisée et efficiente.

Les dispositifs temporaires et biorésorbables

Une autre possibilité est de fabriquer un dispositif qui n’a pas vocation à rester définitivement dans le corps. Le matériau peut progressivement se dégrader et être remplacé par les propres tissus du patient.

Cette approche est particulièrement importante dans l’ingénierie tissulaire.

Le dispositif joue alors le rôle d’une structure temporaire : il donne une forme, crée un espace et accompagne la régénération. Cette logique permet de comprendre l’intérêt de certains biomatériaux imprimés en trois dimensions. Et elle conduit directement à un exemple lillois particulièrement intéressant.

MATTISSE : quand l’impression 3D accompagne la régénération mammaire

À Lille, la société Lattice Medical développe MATTISSE, une bioprothèse destinée à la reconstruction mammaire après cancer du sein.

Précision importante : MATTISSE n’est pas une prothèse dans laquelle des cellules vivantes sont imprimées. Le dispositif est lui-même imprimé en trois dimensions à partir d’un biomatériau résorbable de qualité médicale. Il est constitué d’une base poreuse et d’un dôme permettant de définir le volume et la forme de la reconstruction.

Après implantation, du tissu adipeux de la patiente est placé dans la chambre d’ingénierie tissulaire.

L’objectif est que le propre tissu de la patiente se régénère progressivement à l’intérieur de cette structure. Le dispositif imprimé se résorbe petit à petit.

On est donc face à une approche différente d’une prothèse traditionnelle : la machine fabrique une structure ; le corps fabrique ensuite le tissu. MATTISSE constitue ainsi un exemple particulièrement parlant de l’interaction entre impression 3D, biomatériaux et ingénierie tissulaire.

Le projet est directement issu de recherches menées à Lille avec des médecins et chirurgiens du CHU de Lille. Les premières recherches ont commencé en 2014 et les premières matrices étaient notamment inspirées de structures textiles avant l’utilisation de filaments biocompatibles résorbables.

Lattice Medical a mis en place une plateforme de production en salle propre afin de maîtriser la fabrication du dispositif médical. Le dispositif fait actuellement l’objet d’une investigation clinique TIDE. Cette étude a été conçue pour évaluer la sécurité et les performances cliniques de MATTISSE ; elle constitue la première implantation du dispositif chez l’être humain.

Référence : Lattice Medical, présentation de MATTISSE et de l’étude clinique TIDE. [3]

III – L’impression de tissus vivant : des initiatives prometteuses

Peut-on imprimer des cellules vivantes ?

Oui : c’est précisément l’objet de la bio-impression 3D !

Mais le principe est très différent de l’impression d’un objet en plastique ou en métal.

Les cellules sont généralement mélangées à une matière appelée bio-encre, souvent constituée d’un hydrogel. Cette « matière » doit pouvoir être déposée par une imprimante tout en conservant des conditions compatibles avec la survie des cellules.

L’imprimante construit alors une organisation tridimensionnelle contenant des cellules vivantes.

Le but n’est pas simplement d’obtenir une forme ; il s’agit de créer un environnement dans lequel les cellules peuvent :

 

• • survivre ;

• • se multiplier ;

• • communiquer entre elles ;

• • se différencier ;

• • produire leur propre matrice ;

• • et, à terme, former un tissu fonctionnel.

La difficulté est donc considérable : une imprimante classique cherche principalement à obtenir une géométrie précise dans un temps réduit, avec le minimum de matière. Une bio-imprimante doit obtenir une géométrie précise sans détruire le vivant qu’elle dépose.

Comment imprime-t-on des cellules vivantes ?

Il existe plusieurs approches de bio-impression.

La plus répandue consiste à utiliser une extrusion : la bio-encre contenant les cellules est poussée à travers une buse.

La difficulté est que le passage dans cette buse génère des contraintes mécaniques.

Si elles sont trop importantes, elles peuvent endommager les cellules.

Les chercheurs cherchent donc un compromis entre plusieurs paramètres :

 

• • la vitesse d’impression ;

• • la pression ;

• • le diamètre de la buse ;

• • la viscosité de la bio-encre ;

• • la concentration cellulaire ;

• • la température ;

• • la précision géométrique recherchée.

La bio-encre doit simultanément être suffisamment fluide pour être imprimée et suffisamment structurante pour conserver la forme obtenue. Elle doit également fournir un environnement compatible avec les cellules. Après l’impression, la pièce n’est donc pas nécessairement « terminée ».

Les cellules doivent ensuite vivre, se multiplier et éventuellement réorganiser progressivement la structure.

Quels tests sont réalisés sur les cellules imprimées ?

Une question essentielle est alors posée aux chercheurs : les cellules ont-elles survécu à l’impression ? Mais ce n’est que le premier test. Les chercheurs étudient plusieurs paramètres :

 

1. 1. La viabilité cellulaire : Quelle proportion des cellules est encore vivante après l’impression ? C’est l’un des premiers indicateurs permettant de déterminer si le procédé est compatible avec le type cellulaire utilisé.

 

• • La prolifération : Les cellules continuent-elles à se multiplier après l’impression ? Une cellule vivante mais incapable de se développer peut ne pas être suffisante pour obtenir le tissu recherché.

• • La morphologie : Les cellules conservent-elles une organisation et une forme compatibles avec leur fonction ?

 

• • La différenciation : Les cellules peuvent-elles acquérir ou conserver le type cellulaire recherché ? Cette question devient fondamentale lorsqu’on souhaite produire un tissu spécialisé.

 

• • L’activité métabolique : Les cellules restent-elles biologiquement actives ?

 

• • L’organisation tridimensionnelle :  Les cellules se répartissent-elles correctement dans la structure ? Dans un tissu complexe, leur position relative peut être aussi importante que leur nombre.

 

• • Les interactions cellulaires : Certains tissus nécessitent plusieurs types de cellules travaillant ensemble. La recherche porte donc également sur les interactions entre les cellules.

 

• • La fonctionnalité : À un stade plus avancé, il faut vérifier que les cellules ou le tissu obtenu fonctionnent réellement. C’est un changement d’échelle important. On ne cherche plus seulement à démontrer que les cellules sont vivantes, mais qu’elles accomplissent leur fonction biologique.

La bio-impression : un secteur en plein développement à Lille

Lille possède aujourd’hui une infrastructure de recherche directement consacrée aux modèles cellulaires en trois dimensions.

La plateforme ORGANOMICS de l’Université de Lille comprend notamment 3DCellOmics, spécialisée dans la création de modèles tridimensionnels tels que les sphéroïdes, les organoïdes et les modèles de bio-impression. Elle dispose notamment d’une bio-imprimante et utilise ces modèles pour reproduire des contextes physiopathologiques, étudier la communication entre les cellules ou tester de nouveaux médicaments.

La coordinatrice scientifique de 3DCellOmics est Marie Duhamel, maîtresse de conférences à l’Université de Lille. La plateforme est également coordonnée techniquement par Antonella Raffo-Romero.

Autre nom à connaître : Alessandro Furlan, maître de conférences habilité à diriger des recherches à l’Université de Lille et chercheur au Centre de recherche en cancérologie de Lille.

Son travail porte sur la biologie cellulaire et les modèles cellulaires. Il a notamment développé des enseignements consacrés à la culture cellulaire en trois dimensions, aux organoïdes et aux nouvelles technologies d’ingénierie cellulaire, dont la bio-impression.

Il serait toutefois réducteur de présenter l’un ou l’autre comme « le professeur qui imprime des organes à Lille ». La bio-impression est un domaine multidisciplinaire faisant intervenir biologistes, ingénieurs, spécialistes des biomatériaux, médecins et chercheurs en imagerie.

À quoi servent aujourd’hui les tissus bio-imprimés ?

La bio-impression est particulièrement intéressante pour la recherche.

Un tissu imprimé peut par exemple servir à reproduire en laboratoire un environnement biologique complexe.

Cela permet notamment :

 

• • d’étudier le comportement des cellules ;

• • d’étudier certaines maladies ;

• • de tester des médicaments ;

• • d’étudier la résistance à certains traitements ;

• • de mieux comprendre les interactions entre différents types cellulaires.

C’est notamment l’objectif de 3DCellOmics à Lille, qui développe des modèles en trois dimensions, notamment des sphéroïdes, des organoïdes et des modèles bio-imprimés.

Cette application est peut-être moins spectaculaire que l’impression d’un organe, mais elle est potentiellement extrêmement importante pour la médecine.

Elle permet de passer progressivement d’un modèle de laboratoire très simplifié à un modèle biologique qui reproduit davantage la complexité du patient.

Organoïdes, tissus et organes : où en est-on ?

Il faut distinguer plusieurs niveaux.

Niveau 1 : les cellules

Des cellules vivantes peuvent être utilisées dans des procédés de bio-impression.

Niveau 2 : les structures cellulaires

Les chercheurs peuvent créer des sphéroïdes, des organoïdes et des structures tridimensionnelles plus complexes.

Niveau 3 : les tissus

La recherche cherche à fabriquer des structures capables de reproduire certaines fonctions d’un tissu réel.

Niveau 4 : les tissus vascularisés et fonctionnels

C’est l’un des grands défis.

Un tissu épais ne peut pas simplement être constitué de cellules empilées. Il faut pouvoir apporter de l’oxygène et des nutriments et éliminer les déchets.

La vascularisation devient donc essentielle.

Niveau 5 : l’organe fonctionnel

C’est l’objectif ultime, mais il est encore hors de portée de la pratique clinique courante.

Un rein, un foie ou un cœur ne sont pas simplement des volumes de cellules.

Ils possèdent une architecture extrêmement complexe, plusieurs types cellulaires, un réseau vasculaire, des connexions fonctionnelles et des mécanismes biologiques extrêmement précis.

Une avancée récente : imprimer des tissus dans l’espace

Les recherches deviennent parfois particulièrement spectaculaires.

En juillet 2026, une expérience menée à bord de la Station spatiale internationale a permis, selon ses promoteurs, de produire par bio-impression des structures contenant des cellules humaines de foie, de rein et de cartilage.

L’intérêt de la microgravité est notamment de limiter la sédimentation des cellules et de permettre une distribution plus uniforme dans la bio-encre.

Les structures sont ensuite revenues sur Terre pour être analysées. Elles ne constituent pas des organes fonctionnels destinés à être transplantés.

Cette expérience illustre bien l’état actuel de la technologie : nous savons imprimer des structures contenant des cellules humaines ; nous ne savons pas encore fabriquer à la demande un rein ou un cœur humain fonctionnel prêt à être transplanté. Les chercheurs envisagent d’abord des applications intermédiaires, notamment des tissus ou des « patchs » destinés à réparer des organes endommagés.

Ce que l’impression 3D pourrait changer pour les établissements de santé

Pour les professionnels de santé, l’intérêt de la fabrication additive ne se limite donc pas à la fabrication d’implants.

Elle permet progressivement de rapprocher plusieurs mondes :

l’imagerie médicale, la donnée numérique, la conception, la fabrication et la biologie.

Cette évolution pourrait avoir des conséquences sur l’organisation même des établissements.

Demain, certains établissements pourraient avoir besoin de :

 

• • zones de fabrication numérique ;

• • espaces de prototypage ;

• • zones de préparation et de finition ;

• • espaces adaptés à la fabrication de dispositifs personnalisés ;

• • salles propres pour certaines productions ;

• • espaces de contrôle qualité ;

• • stockage spécifique des matériaux ;

• • circuits séparés entre fabrication et utilisation clinique.

Pour l’architecture hospitalière, cette évolution est particulièrement intéressante.

La fabrication d’un dispositif médical personnalisé ne commence plus nécessairement dans une usine située à plusieurs centaines de kilomètres.

Elle peut potentiellement commencer avec une donnée issue du patient, être conçue dans l’établissement et être fabriquée dans un environnement médical maîtrisé.

Ce qu’il faut retenir

L’impression 3D médicale recouvre aujourd’hui des réalités extrêmement différentes.

L’intérêt de la fabrication additive ne réside pas dans la technologie elle-même. Pour les professionnels de santé, comme pour l’industrie de pointe, l’impression 3D se révèle intéressante et concurrentielle dans quatre cas de figure :

 

1. 1. Besoin de personnaliser : Fabriquer un objet, un dispositif ou un soin atypique qui correspond à un patient, une anatomie ou un besoin particulier.

 

• • Produire rapidement : Modifier un modèle numérique et produire une nouvelle version sans devoir fabriquer un moule ou un outillage spécifique. En particulier pour de petites séries d’outils de votre quotidien, ou pour dans des cas d’urgences (automate en panne nécessitant une pièce de rechange, adaptateur de tube flexible spécifique, prothèse cardiaque, etc.). Cet argument est également valable pour les zones reculées ou non desservies (zone de conflit, accès difficile, zones désertique) pour lesquelles un acheminement de dispositif par la route serait trop long.

 

• • Complexifier : Créer des formes internes, des structures poreuses ou des géométries impossibles à obtenir facilement avec des procédés traditionnels. L’impression 3D prend le relais de technologies classiques pour adapter une géométrie au plus proche du besoin du patient avec une précision infime, de l’ordre de 0.2 mm.

 

• • Relier le numérique au réel : Transformer une donnée issue d’un scanner, d’une imagerie ou d’un logiciel de conception en un objet physique. Cette dernière capacité est probablement la plus structurante pour la médecine de demain. L’hôpital devient progressivement un environnement où l’imagerie, la donnée numérique, la conception et la fabrication peuvent être reliées dans une même chaîne.

L’impression 3D peut servir à fabriquer un simple support de laboratoire comme un implant complexe en titane ; reproduire l’anatomie d’un patient avant une opération, produire un guide chirurgical personnalisé, fabriquer un dispositif temporaire destiné à accompagner une régénération, servir à organiser des cellules vivantes dans des structures tridimensionnelles.

Mais ces différentes applications ne présentent absolument pas le même niveau de maturité.

Le support de laboratoire est une application industrielle.

Le modèle anatomique est déjà une application médicale courante.

L’implant personnalisé est une technologie clinique encadrée.

L’ingénierie tissulaire est une technologie clinique émergente.

La bio-impression de tissus vivants est encore largement un domaine de recherche.

L’impression d’un organe humain complet fonctionnel reste un objectif scientifique.

Cette gradation est essentielle pour comprendre le sujet sans céder ni au scepticisme ni à la science-fiction. L’impression 3D ne consiste finalement pas seulement à fabriquer des objets. Elle permet de plus en plus de fabriquer des formes adaptées à un patient, de contrôler leur architecture interne et, avec la bio-impression, de commencer à organiser du vivant dans l’espace.

La médecine de demain commence peut-être aujourd’hui par des idées qui semblent encore impossibles : personnaliser un implant, accompagner la régénération d’un tissu, organiser des cellules vivantes dans une structure imprimée, ou un jour, peut-être, reconstruire un organe. Comme l’écrivait le médecin et biologiste François Jacob lors de son discours de réception du prix Nobel en 1965 :

« Chacun de nous, à vingt ans, a rêvé de transformer le monde. »

Et si l’un des prochains rêves de la médecine consistait à ne plus seulement réparer le vivant, mais à apprendre à le reconstruire ?

Références

[1] ISO/ASTM 52900:2021, Additive manufacturing — General principles — Fundamentals and vocabulary, Organisation internationale de normalisation.

[2] United States Food and Drug Administration, Medical Applications of 3D Printing, présentation des principales applications médicales de la fabrication additive.

[3] Lattice Medical, MATTISSE — Bioprothèse mammaire et documentation relative à l’étude clinique TIDE. Lattice Medical présente MATTISSE comme une chambre d’ingénierie tissulaire biorésorbable imprimée en trois dimensions, destinée à favoriser la régénération du tissu autologue.

[4] Règlement (Union européenne) 2017/745 du Parlement européen et du Conseil du 5 avril 2017 relatif aux dispositifs médicaux, notamment les définitions et dispositions relatives aux dispositifs sur mesure.

[5] ISO 13485:2016, Dispositifs médicaux — Systèmes de management de la qualité — Exigences à des fins réglementaires.

[6] ISO 14971:2019, Dispositifs médicaux — Application de la gestion des risques aux dispositifs médicaux. Édition confirmée comme actuelle en 2025.

[7] ISO 10993-1:2025, Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 1 : Exigences et principes généraux pour l’évaluation de la sécurité biologique au sein d’un processus de gestion des risques.

[8] ISO 10993-5:2009, Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 5 : Essais concernant la cytotoxicité in vitro. Édition confirmée comme actuelle en 2022.

[9] ISO 17665:2024, Stérilisation des produits de santé — Chaleur humide — Exigences pour le développement, la validation et le contrôle de routine d’un procédé de stérilisation des dispositifs médicaux.

[10] ISO 20417:2026, Dispositifs médicaux — Informations à fournir par le fabricant. Deuxième édition publiée en mars 2026.

[11] ORGANOMICS, Université de Lille, plateforme 3DCellOmics : modèles tridimensionnels, sphéroïdes, organoïdes et bio-impression.

[12] Université de Lille, profil d’Alessandro Furlan : enseignements consacrés à la culture cellulaire en trois dimensions, aux organoïdes et aux nouvelles technologies d’ingénierie cellulaire, notamment la bio-impression.

[13] Reuters, 9 juillet 2026, Space station bioprinting experiment advances quest for lab-grown tissues, company says. Expérience de bio-impression de structures contenant des cellules humaines de foie, de rein et de cartilage à bord de la Station spatiale internationale.

[14] Lattice Medical, Pourquoi le nom MATTISSE ? Historique du projet et origine lilloise des recherches sur les matrices tridimensionnelles destinées à la reconstruction tissulaire.