Bioimpression de tissus biologiques à partir de microparticules poreuses

Bioprinting of biological tissues based on porous microparticles

• Auteur / Autrice : Adrien Rousselle
• Direction : Dominique Vautier, Youri Arntz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 09/12/2022
• 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 : Esther Kellenberger
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Hugo De oliveira
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Halima Alem-Marchand, Sylvain Catros

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biomatériaux

Génie tissulaire

Bioimpression

Mots clés libres

Bioimpression

Extrusion

PLGA

Micoscaffolds

Survie cellulaire

Densité cellulaire

Diaphragme

Bioprinting

Extrusion

PLGA

Microscaffolds

Survival rate

Proliferation rate

Diaphragm

Résumé

L’impression 3D appliqué aux cellules, est particulièrement la bioimpression par extrusion, est une technologie émergente permettant d’imprimer des systèmes biologiques complexes pouvant reproduire des modèles similaires aux tissus natifs. Mais cette technologie possède des limitations importantes telles qu’une densité cellulaire faible et la viabilité cellulaire après impression diminuée dû aux forces de cisaillement exercées sur les cellules lors de l’extrusion.Dans ce travail de thèse, nous avons élaboré de nouvelles particules poreuses de PLGA afin de servir de plateforme de prolifération aux cellules avant l’impression et de structure protectrice lors de l’impression. Ainsi, la prolifération cellulaire est augmenté jusqu’à cinq fois avec les particules et la survie cellulaire est augmenté, au minimum, de dix pourcent pour tous les types cellulaires. Nous avons ensuite utilisé ces particules pour imprimer un modèle de diaphragme avec des cellules musculaires sur des membranes de BSA. La prolifération avant et après impression est augmenté jusqu’à cinq fois avec les microparticules et la survie cellulaires est augmenté jusqu’à trente pourcent.

3D printing applied to cells, particularly extrusion bioprinting, is an emerging technology for printing complex biological systems that can reproduce models similar to native tissues. But this technology has significant limitations such as low cell density and reduced cell viability after printing due to shear stress forces exerted on the cells during extrusion damaging the cellular membrane.In this thesis work, we have developed new porous PLGA microscaffolds to serve as a proliferation platform for cells before printing and as a protective structure during printing. Thus, cell proliferation is increased up to five times with the microscaffolds and cell survival is increased by at least ten percent for all cell types. We then used these particles to print a diaphragm model with muscle cells on BSA membranes. Proliferation before printing is increased up to two times and after printing is increased up to five times with microscaffolds. Cell survival is increased up to thirty percent with the microscaffolds when printing in well plates and reaches up to 85% when printing on BSA membranes.