Composites cellulosiques orthotropes pour l’ingénierie des tissus osseux et cartilagineux

Fanny BOSSON

Description du projet

L'objectif de ce projet est de développer des composites multi-couches à base de cellulose dans le but d'atteindre une organisation structurelle pertinente pour l'ingénierie des tissus osseux et cartilagineux. Par exemple, la structuration multi-couche typique de l'organisation du cartilage est recherchée grâce à la synergie de structuration entre des nanocristaux de cellulose (NCC) et des fibrilles de collagène. Ces nanoparticules sont dispersées dans une matrice polymère ou une matrice extracellulaire (MEC) de type acide hyaluronique, réticulable par rayonnements ultraviolets. Des nouvelles méthodes associant l'ultrafiltration assistée par ultrasons ainsi que la photo-réticulation, sont mises en œuvre pour accéder à l'organisation orthotrope bien connue du cartilage : une zone superficielle composée d'objets concentrés et alignés parallèlement à la surface articulaire, la zone de transition intermédiaire avec des objets organisés aléatoirement et la zone profonde avec des objets disposés perpendiculairement à la surface de l’os. Cette organisation orthotrope et les propriétés induites associées de résistance mécanique en traction et compression, seront étudiées par la combinaison de caractérisations in situ SAXS, SALS, et ex situ MEB, XRD et des mesures de traction/compression. Des tests seront réalisés au laboratoire RMeS, pour l’évaluation de la cytocompatibilité des biomatériaux et du procédé UF/US pour l’orientation des NCC. L'optimisation des différents procédés mis en œuvre (filtration, ultrasons, photo-réticulation) et la preuve de cytocompabilité, permettra d'ouvrir la voie de ces nouveaux composites cellulosiques à des applications d'ingénierie tissulaire. Ce travail s’effectue en collaboration avec l’INSERM et le Laboratoire « Regenerative Medicine & Skeleton » RMeS laboratory (INSERM UMR-1229).

Encadrants

Fréderic Pignon 

Nicolas Hengl

Vianney Delplace