Développement d’un hydrogel à base de réseaux interpénétrés de polymères pour la médecine régénérative

Résumé

Les hydrogels constituent d'excellentes matrices 3D pour la modélisation in vitro des tissus humains. Cependant, les hydrogels constitués de polymères naturels présentent généralement de faibles propriétés mécaniques et une faible stabilité in vitro. Le principal défi consiste à mimer les tissus durs tels que le cartilage, en particulier reproduire les propriétés mécaniques et biologiques du microenvironnement in vivo. Le principal objectif vise à créer un réseau de polymères interpénétrés (IPN) et bio-encre à base de chitosane thermosensible (CH) et de gélatine méthacrylée (GM) permettant l'encapsulation de cellules et démontrant de bonnes propriétés mécaniques pour imiter le cartilage. Plusieurs formulations d'IPN à base de CH et de GM ont été évaluées en fonction de leurs propriétés physico-chimiques et biologiques. Des solutions CH-GM ont été préparées suivant différents ratios en fixant la concentration finale de CH (1,67% w/v). Des lots de GM avec un faible, moyen et haut degré de substitution (DS) ont été préparés (40, 60 et 90 %) et évalués au sein de l'IPN. La cinétique de réticulation a été suivie par rhéologie in situ, en appliquant une lumière bleue (405 nm, 1 500 mW) à 37°C conduisant à la réticulation chimique du GM et à la réticulation physique du CH avec le ß-glycérophosphate et le carbonate de sodium. L’ajout de GM à 2%, en particulier avec le plus haut DS, au réseau CH améliore significativement les propriétés mécaniques de l'hydrogel par rapport au CH seul (module de compression : ~40 kPa contre 7 kPa). Cette amélioration est attribuée au nombre élevé de groupes méthacrylates dans le GM densifiant considérablement le réseau de polymères. Cet IPN est également plus adapté à l'impression 3D sans bain de support. La biocompatibilité a été évaluée par l'encapsulation de fibroblastes L929 dans l'encre sélectionnée, montrant une bonne viabilité et croissance cellulaire jusqu'au 7ème jour, mais pourrait être davantage améliorée en réduisant le temps d’exposition à la lumière par 5. Nous présentons ici des bio-encres prometteuses à partir de formulations d'hydrogel IPN basées sur des polymères naturels, avec une imprimabilité et des propriétés mécaniques améliorées.

Date	17 janv. 2025
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Sophie Lerouge (Directeur(-trice)), Ali Ahmadi (Codirecteur(-trice)) & Inès Hamouda (Codirecteur(-trice))