Bioinspired Heterogeneous Macromolecular Supports Applied to Tissue Regeneration

Suppοrts Μacrοmοléculaires Ηétérοgènes Biοnspirés Appliqués à la Régénératiοn Τissulaire Le corps humain est constitué de structures complexes et hétérogènes. Le développement d'implants plus mimétiques est essentiel pour améliorer la régénération tissulaire des patients afin de rétablir structure et fonction de l'organe. Ces différentes hétérogénéités peuvent être explorées pour produire des échafaudages destinés à la régénération tissulaire en fonction de la variable choisie : composition (divers matériaux), structure (diverses architectures) et fonction (diverses interactions moléculaires de l'échafaudage et/ou de son environnement proche).Dans ce projet, nous proposons de tirer parti de la grande polyvalence de la fibroïne de soie (SF) dans le but de créer un biomatériau hétérogène qui imite la composition hétérogène du tissu pour lequel il a été conçu, en utilisant la fabrication additive, permettant ainsi une régénération tissulaire biomimétique.Nous avons démontré la capacité des mousses de soie à être fonctionnalisées après l'intégration de nanoparticules métalliques, non seulement pour ajouter de nouvelles propriétés à la structure, mais aussi pour être utilisées comme vecteur afin d'ajouter d'autres types de molécules au produit final. Ces structures ont permis de favoriser la prolifération cellulaire, la revascularisation et la régénération des tissus mous.Une imprimante 3D plastique commerciale a été modifiée afin que des encres artisanales puissent être chargées dans des seringues à piston. Cette imprimante a été utilisée comme outil pour produire un échafaudage avec une encre SF/céramique pour la couche externe afin de remplacer un tissu dur et une mousse de soie, développée dans la première partie de ce travail, dans le noyau afin de permettre la régénération de la partie molle de la dent, notre étude de cas. Nous avons développé un échafaudage intégrant les trois hétérogénéités mentionnées, favorisant l'adhérence et la prolifération des fibroblastes et des cellules souches de la pulpe dentaire (DPSC) in vitro. De plus, il a été possible d'intégrer la nisine, une molécule antibactérienne, dans la mousse de soie et son champ d'action a été confiné dans cette structure grâce à l'imperméabilité de la coque en céramique SF. Afin d'améliorer le biomimétisme et de réduire potentiellement les actes chirurgicaux, l'ajout d'une couche externe pour remplacer l'émail a également été étudié.Ce travail est une preuve de concept démontrant que les biomatériaux hétérogènes produits par fabrication additive peuvent être fonctionnalisés, ce qui constitue une avancée dans le développement de supports multi-structurés et multi-fonctionnalisés d'ingénierie tissulaire pour des reconstructions plus complexes en médecine régénératrice.