NOS 6 AXES DE RECHERCHE

Notre approche est pluridisciplinaire et fait appel à des cliniciens, biologistes, chimistes et physiciens. Cela nous donne une expertise dans la conception de nouveaux matériaux/revêtements basés sur des composants biologiques. Notre savoir-faire s’étend de la conception de (bio)matériaux à la caractérisations physico-chimique en passant par la biologie et l’expérimentation in vivo.

La mise au point d’implants de nouvelles générations dans le domaine de l’ORL et de la chirurgie pédiatrique
Le développement de nouvelles stratégies de régénération de larynx et de trachées basées sur des matériaux hybrides composés de titane poreux, de biopolymères, de tissus humains et d’agents thérapeutiques a déjà conduit à la première implantation mondiale d’un larynx artificiel en 2013. Ce projet se poursuit actuellement par l’amélioration de ces implants en utilisant de plus en plus de composants « biologiques » tels que des tissus décellularisés au détriment de matériaux synthétiques. Le traitement de la hernie diaphragmatique congénitale est un autre thème pour lequel il est nécessaire de développer des diaphragmes artificiels adaptés et personnalisés. Nous développons d’une part un implant diaphragmatique adapté au problème inhérent à la croissance des enfants et d’autre part nous recherchons des solutions pour traiter in utero la problématique du développement pulmonaire.
L’ingénierie tissulaire dentaire et notamment la régénération de la pulpe dentaire
Pour cela deux points sont essentiels : favoriser la prolifération et la différenciation cellulaire locale et disposer d’un pouvoir antibactérien. Nous proposons deux approches : la formation de membranes fibreuses électrospinnées fonctionnalisées par l’acide tannique et l’utilisation de matrice extracellulaire issue de la gelée de Wharton (cordon ombilical).
Les matériaux et revêtements innovants antimicrobiens, anti-inflammatoires et antiviraux et leurs applications dans le cadre des dispositifs médicaux implantables et non-implantables
Nous travaillons notamment sur des matériaux dits « intelligents » ne présentant de réponse antibactérienne qu’en présence des pathogènes. Ces matériaux sont produits par assemblages supramoléculaires de de biopolymères et de peptides. Un nouveau thème est initié en lien avec les pandémies actuelles et concerne les revêtements antiviraux.
Les matériaux biomimétiques et bioinspirés
Il s’agit de concevoir des matériaux composites à base de polydopamines, polyphénols, d’aminomalononitriles… qui sont des molécules naturelles conférant des propriétés mécaniques et biologiques (antimicrobiennes par exemple) remarquables aux hydrogels, ciments ou autres matériaux mis en forme. Les paramètres d’assemblages de ces molécules s’inspirent de ce qui est rencontré dans la nature pour permettre d’établir des matériaux avec les propriétés recherchées et pour répondre à des attentes dans le domaine médical.
La biofabrication par impression 3D
La bioimpression ouvre des perspectives prometteuses dans le cadre de l’ingénierie tissulaire. Un premier thème concerne le développement de bioencres en utilisant des microscaffolds (micro « echaffaudages ») qui sont préalablement fonctionnalisés et préchargés par des cellules puis insérés dans un hydrogel imprimable. Ces microscaffold sont des microsphères, constitués de polymère biodégradables, aux porosités contrôlées et dans lesquelles les cellules peuvent adhérer et croître. Le second thème concerne la production d’organoides avec de telles méthodes. Les organoïdes prennent un essor considérable actuellement, notamment pour les sciences pharmaceutiques qui visent à développer et tester, par les méthodes de criblage, de nouvelles molécules actives. La biofabrication est une méthode pouvant permettre de produire ces organoïdes en reproduisant de façon plus réaliste des conditions physiologiques.
Les biomatériaux pour limiter l'inflammation

Parmi les différents éléments pouvant contrôler la tolérance d’un biomateriau ainsi que la régénération des tissus à proximité, la mise en place d’une réponse inflammatoire est primordiale. La phase aiguë de l’inflammation va se traduire par le recrutement de cellules immunitaires sur le site de l’implantation qui vont éliminer les potentiels agents pathogènes et les tissus endommagés. Cette phase aiguë est suivie d’une phase de résolution de l’inflammation qui permet la cicatrisation et la régénération tissulaire. Parmi les cellules inflammatoires, les macrophages résidents des tissus ou différenciés à partir de monocytes provenant du sang, les neutrophiles ou encore les mastocytes résidents produisent des cytokines, des chimiokines, des facteurs de croissance qui vont favoriser le recrutement des fibroblastes. Cependant, si la phase de résolution de l’inflammation n’est pas optimale, elle peut évoluer en inflammation chronique néfaste conduisant souvent à la mise en place d’une capsule fibreuse autour de l’implant et pouvant conduire à son « rejet ». Il apparaît donc primordial i) d’analyser l’effet des différents biomatériaux sur la mise en place de l’inflammation et ii) de rechercher des stratégies qui pourraient favoriser la tolérance de l’implant.

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