Stability and catechol modification of chitosan hydrogels for cell therapy

Résumé

Il existe un besoin croissant d’hydrogels injectables pour applications biomédicales, notamment pour la libération locale et contrôlée de cellules ou de médicaments. Pour ces applications, une faible viscosité avant et pendant l'injection, une gélification rapide, des propriétés mécaniques élevées, une adhérence tissulaire et une biodégradation sont requises. Afin qu’ils soient utilisés pour la thérapie cellulaire, une excellente cytocompatibilité est également obligatoire. Combiner toutes les propriétés requises dans une même formulation est toujours un défi à ce jour. Des hydrogels thermosensibles à base de chitosane (CH), un biopolymère polysaccharidique soluble dans les conditions acides, ont été récemment conçus au Laboratoire de biomatériaux endovasculaires (LBeV) en utilisant de nouveaux agents gélifiants. Ils présentent de fortes propriétés mécaniques, une cytocompatibilité et un temps de gélification ajustable. En vue d’un potentiel transfert industriel, la stabilité des solutions de CH et d'agent gélifiant est d'une grande importance. Le premier objectif de cette recherche consistait donc à étudier la stabilité de la solution de chitosane et des agents gélifiants dans le temps, dans deux conditions de stockage (temperature pièce et réfrigérateur), ainsi que leur impact sur l'hydrogel de chitosane formé. Les résultats ont montré que la solution de CH et les agents gélifiants stockés à basse température (4-5 °C) avaient moins de changements avec le temps que ceux stockés à température ambiante. Dans un second temps, en vue d’améliorer les propriétés adhésives du gel, le chitosane a été modifié par greffage covalent de groupements catechol et les propriétés de l’hydrogel obtenu ont été caractérisées en étudiant notamment l’impact de l’ajout de chlorure d'hydrogène (HCl) dans la solution de solubilisation du chitosane. Le protocole de greffage du catechol a été amélioré pour éviter l’oxydation au cours de la fabrication et nous avons montré que des hydrogels gélifiants à la température du corps humain peuvent être formés par ce procédé. La concentration de HCl tend à améliorer les propriétés adhésives, mais à diminuer la propriété mécanique des hydrogels et la cinétique de gélification. Cette étude constitue un premier pas significatif vers le développement d'un hydrogel thermosensible, cohésif et adhésif. Les prochaines étapes consisteront à optimiser les hydrogels, à améliorer la compréhension des mécanismes chimiques impliqués, et à évaluer leur potentiel d'encapsulation cellulaire.

Date	28 mars 2018
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Sophie Lerouge (Directeur(-trice)) & Marta Cerruti (Codirecteur(-trice))