Electrospinning de biopolymères pour la production de structures destinées aux applications d'ingénierie tissulaire

par Christian Garcia Garcia

Projet de thèse en MEP : Mécanique des fluides Energétique, Procédés

Sous la direction de Frédéric Bossard.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes en cotutelle avec l'Universidad de Guadalajara , dans le cadre de École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble) , en partenariat avec Laboratoire Rhéologie et Procédés (laboratoire) depuis le 13-08-2018 .


  • Résumé

    Dans ce travail de recherche, il sera étudié le développement de nanofibres de chitosane et d'autres biopolymères avec du poly (oxyde d'éthylène) (PEO) à différentes concentrations en utilisant la technique d'électrospinnnig. Dans les conditions de mélange, les solutions à haute teneur en chitosane (90/10 et 95/5) seront traitées par électrospinning, améliorant ainsi ce qui avait été proposé pour le même système dans certains travaux antérieurs. Après le procédé d'électrospinning, différentes étapes de neutralisation du chitosan, d'extraction du PEO et de purification des matrices de nanofibres seront effectuées. Lors de l'extraction du PEO par dissolution, les degrés de gonflement seront évalués afin de démontrer que la teneur en PEO dans le mélange a une influence directe sur l'absorption d'eau et l'hydrophilie des nanofibres. Une partie importante de ce projet consiste à déterminer le comportement mécanique des nanofibres en appliquant de basses déformations dans le domaine linéaire par analyse dynamo-mécanique (DMA) et des essais de traction mécanique jusqu'à la rupture. Les matériaux nanostructurés obtenus à partir de divers biopolymères ayant des propriétés mécaniques similaires à celles de la peau humaine, ils conviendront à la croissance cellulaire et à la régénération des tissus. Pour mieux appuyer cette conclusion, il est proposé de mener une étude plus approfondie des propriétés mécaniques de ces matériaux en fonction de la température, en particulier de la température corporelle moyenne.

  • Titre traduit

    Electrospinning of biopolymer to produce new scaffolds for tissue engineering applications


  • Résumé

    In this research work, it will be seeked the development of nanofibers of chitosan and other biopolymers with poly (ethylene oxide) (PEO) in different concentrations using the electrospinning technique. Under the conditions of mixing, solutions with a high content of chitosan (90/10 and 95/5) will be processed by electrospinning, improving what was proposed for the same system in some previous works. After the electrospinning process, different stages of neutralization of the chitosan, extraction of the PEO and purification of the nanofiber mats will be carried out. During the PEO extraction by dissolution, the swelling degrees will be evaluated, to demonstrate that the PEO content in the mixture has a direct influence on the water absorption and hydrophilicity of the nanofibers. An important part of this project is the determination of the mechanical behavior of nanofibers by applying small deformations in the linear domain by dynamo-mechanical analysis (DMA) and mechanical tensile tests until rupture. The nanostructured materials obtained from various biopolymers have mechanical properties similar to those of human skin, so it will be proven that they are suitable for cell growth and tissue regeneration. To better support this conclusion, it is proposed to carry out a more in-depth study on the mechanical properties of these materials as a function of temperature, specifically, the average body temperature.