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Génie tissulaire : des supports abordables et extensibles - Par : Luis Felipe Gerlein Reyes,

Génie tissulaire : des supports abordables et extensibles


Luis Felipe Gerlein Reyes
Luis Felipe Gerlein Reyes Profil de l'auteur(e)
Luis Felipe Gerlein est étudiant au doctorat à l’ÉTS. Ses recherches portent sur la nanofabrication et la caractérisation de dispositifs optoélectroniques à base de chalcogénures de plomb, de nanostructures à base de carbone et de matériaux pérovskite.
Programme : Génie électrique 

Le génie tissulaire est une branche de la recherche biomédicale qui vise à la régénération d’organes et de tissus conjonctifs. Il s’appuie, pour ce faire, sur un procédé d’implantation plutôt que sur le procédé plus classique de transplantation. Le processus de guérison et de réparation est stimulé par le dépôt de réseaux de cellules compatibles (surtout des cellules souches) dans l’organisme, ce qui permet à ce dernier de régénérer les parties endommagées. En outre, les tissus implantés sont cultivés à partir des cellules du patient lui-même, ce qui permet d’éviter complètement le phénomène de rejet et les complications propres à la transplantation d’organes.

L’implantation des nouveaux tissus dans l’organisme du patient nécessite un support fait d’un biomatériau compatible (collagène, acide polylactique). Ce support est une couche structurelle qui finit par disparaître pour ne laisser en place que le tissu.

Il s’effectue beaucoup de recherche afin de créer des supports efficaces et abordables. Jusqu’ici, l’une des techniques de fabrication de support la plus reconnue est un processus appelé électrofilage. Cette technique soumet un jet de matériau régulé à un champ électrique intense pour produire de minuscules fibres synthétiques qui s’accumulent dans le substrat, fusionnant et créant une couche mince et poreuse. Cette technique a deux inconvénients principaux. D’abord, les fibres sont trop faibles et hétérogènes, et les pores peuvent être trop petits pour l’application qu’on veut en faire. Ensuite, la mise à l’échelle du procédé n’est pas facile; la fabrication de supports de grande taille est donc longue et peu rentable.

Une équipe de chercheurs de l’Université de Caroline du Nord et de l’Université d’État de Caroline du Nord, sous la direction d’Elizabeth Loboa, Ph. D., s’est demandé s’il était possible d’appliquer efficacement les techniques classiques de fabrication de textiles synthétiques à la production de supports. L’équipe a fabriqué des supports en acide polylactique par fusion-soufflage, par filage direct et par cardage, trois techniques courantes de production de nombreuses fibres synthétiques.

fusion-soufflage

Figure 1 : schéma du procédé de fusion-soufflage.

Dans le cas du procédé par fusion-soufflage, du plastique fondu est utilisé pour produire de minces filaments qui forment un voile autoaggloméré au moyen d’un grand débit d’air. Les non-tissés produits par fusion-soufflage sont largement utilisés pour la fabrication de masques chirurgicaux et de textiles du domaine médical, comme les chemises d’hôpital jetables.

Le procédé par filage direct ressemble au procédé par fusion-soufflage, toutefois le voile est produit au moyen de fibres solides plutôt que fondues. Les textiles ainsi fabriqués se retrouvent surtout au dos des tapis utilisés par l’industrie automobile, et trouvent plusieurs emplois en construction grâce à leur solidité et à leur stabilité chimique.

filage direct

Figure 2 : schéma du procédé par filage direct.

Les textiles produits par cardage sont tissés. Il faut utiliser des rouleaux munis d’aiguilles pour créer des filaments de fibres « peignées » qui seront par la suite assemblés les uns aux autres.

L’équipe de chercheurs rapporte avoir trouvé, entre autres, un moyen de produire à moindre coût des supports de taille identique. Le coût de production d’un support par électrofilage varie de 2 $ à 5 $. Les supports produits par des moyens classiques coûtent, dans le cas du procédé par fusion-soufflage, de 1 $ à 2 $, par filage direct, de 0,30 $ à 3 $ et, par cardage, de 0,10 $ à 3 $.

De plus, grâce à la stabilité de fabrication de ces trois techniques, les fibres d’acide polylactique sont uniformes et la taille des pores se prête mieux aux cellules souches issues de tissus adipeux humains et cultivées dans un milieu de culture complet. Les supports ainsi créés ont eu un rendement égal ou supérieur aux autres quant à la viabilité, à la prolifération et à la différenciation des cellules, ce qu’il est particulièrement important de réussir avant même le processus d’implantation.

L’équipe de chercheurs veut aller plus loin en implantant ces supports et ces structures de tissus dans des animaux, afin d’en tester l’efficacité à déclencher le processus de régénération. Grâce à ces techniques faciles à mettre à l’échelle, cette découverte permettra d’obtenir un traitement des tissus rentable et la fabrication d’implants de grande dimension.

L’étude en question se trouve en anglais en ligne ici et ici.

[accordion title= »Référence des médias » close= »1″]Image d’en-tête: crédit: S. A. Tuin et al./Biomedical Materials.  CC BY-NC-SA Licence pour réutilisation à des fins non commerciales.
Video 1. Source. Licence Standard Youtube.
Video 2. Source. Licence Standard Youtube
Figure 1.  Source. Pas de restriction d’usage connue.
Figure 2.  Source. Pas de restriction d’usage connue.[/accordion]

Luis Felipe Gerlein Reyes

Profil de l'auteur(e)

Luis Felipe Gerlein est étudiant au doctorat à l’ÉTS. Ses recherches portent sur la nanofabrication et la caractérisation de dispositifs optoélectroniques à base de chalcogénures de plomb, de nanostructures à base de carbone et de matériaux pérovskite.

Programme : Génie électrique 

Chaire de recherche : Chaire de recherche du Canada sur les matériaux et composants optoélectroniques hybrides 

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