Bio-impression 3D d'hydrogel de biomolécules amphiphiles

Objectifs

Ce domaine de recherche vise à développer des hydrogels supramoléculaires biocompatibles dotés de propriétés mécaniques spécifiques pour l'impression 3D. Ces hydrogels sont obtenus à partir de biosurfactants extraits de plantes ou dérivés de micro-organismes avec une fibrillation induite par le sel. Les structures microscopiques, la dynamique de gélification et les propriétés mécaniques qui affectent les mécanismes d'impression sont les étapes clés dans ce domaine. Ces hydrogels supramoléculaires sont devenus l'un des nouveaux défis de la technologie d'impression 3D et ont un fort potentiel d'application dans des domaines biologiques tels que l'administration de médicaments et l'ingénierie tissulaire.
 

Résultats

•  Processus et effet du vieillissement sur l'impression 3D d'un hydrogel supramoléculaire à base de glycoamphiphiles pour l'ingénierie potentielle des tissus mous (Collaboration avec LCMCP)

Notre stratégie consiste à développer des hydrogels supramoléculaires à partir de biosurfactants extraits de micro-organismes avec une fibrillation induite par le sel pour l'impression 3D. Les hydrogels supramoléculaires basés sur un faible poids moléculaire présentent des propriétés intéressantes pour l'impression 3D, telles que la rhéofluidification sous cisaillement, la thixotropie et la biocompatibilité. Comme ils ne sont constitués que de petites molécules en interactions faibles, ils donnent naissance à des hydrogels souples, adaptés à la culture de certains types de cellules qui nécessitent des matrices très souples. On s'attend également à ce qu'ils soient plus perméables aux cellules, facilitant ainsi la croissance en 3D. Les caractéristiques rhéologiques des hydrogels supramoléculaires, telles que rhéofluidification sous cisaillement, la viscoélasticité et la thixotropie, ont été étudiées afin d'optimiser le processus d'impression et d'obtenir la qualité et la précision souhaitées pour le produit. Différents processus d'obtention des hydrogels ont été explorés pour évaluer la stabilité et l'homogénéité des matériaux, y compris l'impact du temps de vieillissement sur l'imprimabilité de divers types d'hydrogels.

Références 

Lim, J. Y. C.; Lin, Q.; Xue, K.; Loh, X. J. Recent Advances in Supramolecular Hydrogels for Biomedical Applications, Materials Today Advances 2019, 3, 100021.

Chalard, A.; Mauduit, M.; Souleille, S.; Joseph, P.; Malaquin, L.; Fitremann, J. 3D Printing of a Biocompatible Low Molecular Weight Supramolecular Hydrogel by Dimethylsulfoxide Water Solvent Exchange. Additive Manufacturing 2020, 33, 101162.

Poirier, A.; Le Griel, P.; Hoffmann, I.; Perez, J.; Pernot, P.; Fresnais, J.; Baccile, N. Ca 2+ and Ag + Orient Low-Molecular Weight Amphiphile Self-Assembly into “Nano-Fishnet” Fibrillar Hydrogels with Unusual β-Sheet-like Raft Domains, Soft Matter 2023, 19 (3), 378–393.