Formulation de biomatériaux innovants à base de complexes biomacromoléculaires

Formulation of innovative biomaterials based on biomacromolecular complexes

• Auteur / Autrice : Eya Aloui
• Direction : Philippe Lavalle, Benoît Frisch
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des matériaux
• Date : Soutenance le 07/09/2020
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biomatériaux et bioingénierie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Ariane Boudier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Picart, Sébastien Lecommandoux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Formulation (génie chimique)

Albumines

Génie tissulaire

Biomatériaux

Mots clés libres

Biomatériau

Albumine

Compaction assistée par le sel

Matériau à base de protéines

Ingénierie tissulaire

Biomaterial

Albumin

Salt-assisted compaction

Protein-based material

Tissue engineering

Résumé

Une nouvelle ère dans la conception des biomatériaux devrait émerger pour traiter simultanément les problèmes liés à la toxicité des produits de dégradation, aux infections et à la libération contrôlée. Les matériaux à base d'albumine suscitent un intérêt croissant en raison de leur biocompatibilité, biodégradabilité, biofonctionnalité et manufacturabilité. Dans la présente étude, une nouvelle famille de matériaux à base d'albumine est conçue. Ces matériaux sont obtenus par compaction assistée par le sel, où des solutions d'albumine bovine (BSA) sont évaporées à 37 °C en présence de sel. Après l'élimination de ce dernier par lavage, des matériaux solides, stables, insolubles en milieu aqueux et entièrement constitués d’albumine sont produits. Ces matériaux présentent de nombreux avantages tels que leur bonne résistance mécanique, leur coût de production réduit et leur facilité de fabrication et de mise en forme. De plus, ils ne sont pas cytotoxiques, n'induisent pas d'inflammation et permettent l'adhésion et la prolifération des cellules épithéliales sans fonctionnalisation additionnelle. En outre, des éponges poreuses d'albumine sont facilement produites en utilisant la compaction assistée par le sel. Ces matériaux sont donc des candidats prometteurs pour le développement de dispositifs implantables biodégradables et d'échafaudages pour l'ingénierie tissulaire.

A new era in the design of biomaterials should emerge to deal simultaneously with issues related to toxicity of degradation products, infections and controlled release. Albumin-based materials are arousing growing interest due to their biocompatibility, biodegradability, biofunctionality and manufacturability. In the present study, a new class of materials based exclusively on albumin is designed. These materials are obtained by a salt-assisted compaction, where albumin solutions are mixed with salts and evaporated at 37 °C. After salt removal through washing, stable and water-insoluble solid albumin materials are produced. These materials present many advantages such as stability, good mechanical properties, reduced cost and ease of production and manufacture. Furthermore, biological evaluation shows that they are not cytotoxic, do not induce inflammation and allow the adhesion and proliferation of epithelial cells without additional surface functionalization. In addition, porous albumin sponges are easily produced using salt-assisted compaction. Therefore, these new materials are promising candidates for the development of biodegradable implantable devices and scaffolds for tissue engineering.