Nano-textile à dégradation contrôlée pour la régénération d’organes

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 Par Gad Sabbatier (30 ans - Canada / France) > Lauréat du Prix International Théophile Legrand de l’Innovation Textile 2015 au service de l’Homme

Doctorant en cotutelle de l’Université Laval (Québec – Canada) et l’Université de Haute Alsace (Mulhouse – France) / Laboratoires LPMT/ENSISA à Mulhouse (France) et LIS/CHU à Québec (Canada)

Avec les contributions de : Aitor Larrañaga, José-Ramòn Sarasua, Jung Kwon Oh, Nabil Chakfé, Florence Dieval, Bernard Durand, Gaétan Laroche

Ce chercheur a inventé un nouveau textile médical composé de nano-fibres fabriquées par un système de filage par jet d’air innovant et facilement transposable à l’échelle industrielle. En plus d’être dégradable, ce nano-textile permet de promouvoir la régénération d’un tissu biologique, in vitro ou in situ, sans occasionner de réactions exogènes. Ce sont des nano-fibres synthétiques à dégradation contrôlée fabriquées à partir d’un polymère original et polyvalent. Cette méthode de fonctionnalisation permet la création d’une nouvelle classe de fibres possédant une architecture contrôlée avec précision. La fabrication d’un nano-textile innovant réunissant ces composantes est la condition nécessaire pour favoriser la régénération vasculaire in vivo de manière stable à long terme. Les fonctionnalités de ce textile ont été conçues pour être adaptables à d’autres applications en médecine régénératrice.

Une première mondiale !

Les concepts développés dans cette innovation répondent à un besoin en ingénierie biomédicale et tissulaire dans le domaine vasculaire. Les problématiques de régénération tissulaire sont très similaires dans la reconstruction ou la régénération osseuse, nerveuse, de la trachée, des organes viscéraux, de la peau ou du cœur. Ces autres applications ont les mêmes besoins c’est-à-dire une structure qui permet la prolifération cellulaire et la formation d’un tissu, des signaux mécaniques ou biochimiques et des cellules mises en culture in vitro ou proliférant in vivo. Le concept d’échafaudages de nano-fibres est bien connu, mais la fonction de dégradation contrôlée dans les nano-fibres n’avait jamais véritablement été étudiée jusqu’à présent. Cette innovation présente donc aux yeux des experts une avancée considérable et révolutionnaire pour la création de nouveaux dispositifs médicaux dans le domaine de la régénération d’organes.

Les deux lauréats 2015

L’origine de l’Innovation 

Jusqu’à présent, l’absence de croissance en monocouche des cellules endothéliales (cellules de la paroi des vaisseaux sanguins) sur la surface interne des prothèses vasculaires était une des causes d’échec de leur implantation chez l’humain. Gad Sabbatier et son équipe de chercheurs ont su démontrer que le recouvrement de ces prothèses par un échafaudage de nano-fibres de polymères filées par une méthode de filage et par jet d’air peut être utilisé pour promouvoir la croissance des cellules endothéliales.

Le caractère biodégradable des polymères utilisés est d’une importance capitale pour permettre son remplacement graduel par la matrice extracellulaire produite par les cellules. Ils ont donc conçu un nouveau biopolymère à base d’acide L-lactique, d’acide D-lactique et d’ε-caprolactone dont la dégradation est parfaitement contrôlée en termes de temps, et qui est moins cytotoxique que l’acide polylactique, matériau couramment utilisé dans le domaine. Ensuite, le greffage covalent de molécules hydrophiles sur la surface des nano-fibres, initialement hydrophobes, permet une meilleure intégration in vivo des nouvelles prothèses. Pour ce faire, un polymère connu pour ses propriétés hydrophiles (POEOMA) a été greffé par polymérisation radicalaire par transfert d’atome sur la surface des nano-fibres. Ce greffage stable peut servir aussi de système à la libération contrôlée de médicaments dans des conditions spécifiques. Finalement, le dispositif de filage par jet d’air a été conçu de façon modulaire permettant le recouvrement de surfaces complexes, mais aussi la création de tubes de nano-fibres servant à la fabrication de vaisseaux sanguins par génie tissulaire.

Le système de polymère à dégradation contrôlée, la méthode de greffage de biomolécules et le dispositif de filage par jet d’air constituent une plateforme très polyvalente dans le domaine de la médecine régénératrice et facilement transposable à d’autres applications dans ce domaine.

Renseignements : Paul Schuler : + (33) 06 62 85 60 11 / + 33 (0)3 27 60 73 96

Courriel : theophile-legrand@hotmail.fr

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