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Electrospinning : new challenges for the fabrication of functional nano-fibrous / micro-porous scaffolds with a hierarchical organization of the morphology. Application to Tissue Engineering for bone regeneration

Pr. Guy Schlatter, 17 juin 2010

par Claudine Lylap - 26 mai 2010

Pr. Guy Schlatter Laboratoire d’Ingénierie des Polymères pour les Hautes Technologies (LIPHT) ECPM, Université de Strasbourg

L’ingénierie tissulaire appliquée à la régénération osseuse consiste à promouvoir la croissance cellulaire sur un biomatériau appelé « scaffold ». Une des exigences principales du scaffold est de présenter une morphologie imitant la structure multi-échelle de la matrice extracellulaire de l’os. Les travaux que nous menons consistent, d’une part, à développer de nouveaux biopolymères fonctionnels et, d’autre part, à développer des procédés d’électrospinning originaux permettant d’élaborer des scaffolds fibreux/poreux ayant une morphologie multi-échelle contrôlée allant de quelques nm à quelques 100 mm. Biopolymères fonctionnels et mise en œuvre par électrospinning sous vide : Afin de répondre aux nombreuses spécifications des biomatériaux pour la régénération osseuse, nous développons des formulations à base de poly(e-caprolactone) (PCL), de polyrotaxanes fonctionnels à base de PCL et de cyclodextrines (PRPCL), et de nanocharges d’hydroxyapatite (HA). Les PRPCL présentent des propriétés physico-chimiques similaires à bon nombre de polysaccharides se traduisant par une solubilité limitée dans des solvants à très faible tension de vapeur tel que le DMSO. Ainsi, nous avons développé un procédé d’électrospinning sous vide. Nous présenterons les particularités de ce procédé et les premiers résultats. Nouvelle stratégie de tissage par électrospinning pour une morphologie multi-échelle contrôlée : Nous cherchons aussi à contrôler la morphologie de la porosité des scaffolds afin que les biologistes puissent, in fine, en étudier l’influence sur l’adhésion et la prolifération cellulaire. Pour ce faire, nous avons développé une stratégie originale permettant de contrôler le dépôt de la nanofibre grâce à l’utilisation de collecteurs micro-structurés par des alternances de zones conductrices et isolantes obtenues par les techniques de lithographie. La structure particulière des collecteurs permet de contrôler localement et jusqu’à l’échelle de quelques dizaines mm le champ électrostatique et donc le dépôt de la nanofibre. Nous présenterons les résultats expérimentaux qui seront expliqués par des simulations numériques.


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