Hydrogels imprimés

Les objectifs du projet BIO3D, financé par l’Institut Carnot Polynat, est de réaliser des objets imprimés à base d’hydrogels de polymères naturels (Alginate, Kappa carraghénane, microfibrille de cellulose…) en maitrisant divers phénomènes lors de l’impression 3D. Plusieurs verrous technologiques ont été mis en évidence lors du projet à savoir :

• Fluidification des gels durant l’impression,
• Contrôle de la dynamique de gélification après dépôt,
• Contrôle de la stabilité tridimensionnelle des structures imprimées,
• Maitriser les corrélations entre les propriétés rhéologiques et structurales des gels, leur imprimabilité, et la qualité des dépôts obtenus (mécanique, résolution, adhérence, robustesse).

Un prototype d’imprimante 3D a été conçu et réalisé au sein du laboratoire permettant l’extrusion et l’impression de différents matériaux. Plus particulièrement, l’intérêt s’est porté sur l’étude de l’imprimabilité de l’alginate, polymère naturel issu d’algues brunes, vu son potentiel d’utilisation pour des applications en médecine régénérative et production de tissu cellulaire. Pour ce faire, un système d’extrusion à double seringues et un mélangeur ont été développés au sein du laboratoire. Grâce aux données apportées par l’étude du comportement rhéologique des solutions d’alginate au cours de la réticulation, nous sommes arrivés à trouver les conditions d’impression optimales permettant la réticulation in situ de l’alginate et l’impression d’objets solides et autosupportés avec une bonne résolution.