Aurelia POERIO : Élaboration par bio-impression 3D et caractérisation de biomatériaux naturels pour l'ingénierie tissulaire

Résumé :
La bio-impression 3D est une technologie d'ingénierie tissulaire basée sur la combinaison de biomatériaux, de cellules et de biomolécules pour la fabrication de substituts tissulaires capables de restaurer, remplacer et/ou réparer les tissus endommagés. Les biomatériaux agissent comme une matrice extracellulaire temporaire et favorisent la migration, la prolifération et la différenciation des cellules. Cette capacité peut être due aux propriétés intrinsèques des biomatériaux, ou à l'inclusion de signaux biochimiques, tels que des facteurs de croissance. L’objectif de cette thèse est de développer de nouveaux biomatériaux permettant l'impression 3D, mais également de trouver de nouvelles stratégies permettant leur application en ingénierie tissulaire, à l’aide de la technologie de la bio-impression 3D. Pour ce faire, nous avons d'abord extrait la chitine d'une source peu commune, les mues de cigales et nous l'avons transformé en son dérivé le chitosane. Ces deux polysaccharides ont ensuite été caractérisés d'un point de vue physico-chimique. Pour la première fois à notre connaissance, nous avons également caractérisé la matière première (c'est à dire les mues de cigale) et les produits intermédiaires du procédé d'extraction, qui se sont avérés importants pour évaluer la stabilité des mues de cigales en tant que source de chitine. Le chitosane, un dérivé de la chitine, a ensuite été utilisé pour développer de nouvelles encres pour l’impression 3D grâce à sa combinaison avec deux gommes naturelles : la gomme de guar et la gomme de tamarin. Ces deux gommes sont des polysaccharides dérivés de plantes à graines et largement utilisés comme agents épaississants et gélifiants par les industries alimentaires. Leur combinaison avec le chitosane a amélioré son imprimabilité et, grâce à un mécanisme de double gélification, a conduit à la fabrication de constructions en 3D aux propriétés mécaniques améliorées. Par la suite, après avoir examiné les stratégies de bio-impression 3D utilisées pour contrôler la libération de facteurs de croissance à partir de constructions bio-imprimées, des microsphères de PLGA libérant des facteurs neurotrophiques ont été incluses dans une construction de muscle squelettique bio-imprimée afin d'améliorer et d'accélérer l'innervation de la structure 3D.