Impression 3D d'hydrogels biomimétiques

Objectifs

Nous cherchons à créer des matrices biomimétiques capables de soutenir la croissance et la différenciation cellulaires par  impression 3D de matrices. Pour exploiter pleinement ce potentiel, l’enjeu est de formuler des hydrogels adaptés, capables d’allier imprimabilité, biocompatibilité et propriétés mécaniques pertinentes. Les polymères naturels constituent une base privilégiée en raison de leur capacité à retenir l’eau et de leur bonne tolérance biologique. Comme le montrent nos résultats récents, les biosurfactants s’imposent comme des constituants innovants dans cette stratégie.

Résultats

Les tensioactifs biosourcés, issus de la fermentation microbienne, constituent une classe de tensioactifs amphiphiles présentant un fort intérêt pour l’ingénierie biomédicale, notamment dans la fabrication de matrices biocompatibles. Toutefois, leur intégration dans la fabrication de structures biocompatibles par impression 3D reste limitée en raison de l’adaptabilité restreinte de leurs propriétés rhéologiques aux procédés d’extrusion. 

Ce travail met en évidence que les biosurfactants microbiens peuvent agir comme des gélifiants de faible masse molaire, conférant aux hydrogels des propriétés rhéologiques adaptatives, notamment un comportement rhéofluidifiant, une contrainte seuil, une réponse thixotropique et des propriétés élongationnelles spécifiques. 

Ces caractéristiques permettent une extrusion contrôlée et assurent la stabilité structurelle post-dépôt, rendant ces hydrogels particulièrement adaptés à l’impression 3D. Par ailleurs, ces hydrogels présentent une sensibilité aux stimuli externes, notamment au pH, ouvrant ainsi la voie à des applications en impression 4D, où les propriétés du matériau évoluent après fabrication. Ces résultats positionnent les hydrogels à base de biosurfactants comme une plateforme durable et performante pour l’impression 3D de structures biomédicales, offrant de nouvelles perspectives en ingénierie tissulaire et en développement de matériaux intelligents. 

Références

Fragal, E. H., Poirier, A., Bleses, D., Silva, Y. F. G., Baccile, N., & Rharbi, Y. (2025). Microbial biosurfactant hydrogels with tunable rheology for precision 3D printing of soft scaffolds. Soft Matter, 21(22), 4476-4487.