Journal de médecine régénérative

Nanoéchafaudages en médecine régénérative

Langer et Vacanti ont proposé en 1993 l'utilisation combinée de cellules souches, d'échafaudages et de facteurs inductifs comme base de l'ingénierie tissulaire. Les chercheurs ont pu fabriquer des constructions de tissus/organes de plus en plus complexes et certaines sont utilisées en clinique aujourd'hui comme traitement standard pour une variété de maladies. conditions. Les échafaudages sont traités afin de produire des structures 3D, avec une forme, une taille, une architecture et des propriétés physiques appropriées, adaptées pour remplir des fonctions spécifiques. Par conséquent, les produits d’ingénierie tissulaire sont conçus pour imiter l’architecture et les réponses tissulaires.

Ainsi, les principales exigences de l'échafaudage sont la biocompatibilité, la porosité et la perméabilité contrôlées, les propriétés mécaniques et cinétiques de dégradation appropriées comparables à celles du tissu ciblé et, en outre, le support de l'attachement et de la prolifération cellulaires par l'ajout de nanotopographies à la surface du biomatériau. Des matériaux naturels ou synthétiques sont utilisés pour fabriquer des échafaudages et, selon le but final, des barrières (membrane ou tubes), des gels ou des matrices 3D sont développés pour imiter l'environnement extracellulaire d'un tissu ou d'un organe cible. Les matériaux naturels proviennent de sources humaines ou animales (xénogéniques) et sont composés de composants extracellulaires. Ils comprennent le collagène, la protéine de soie, le Matrigel, la sous-muqueuse de l'intestin grêle, l'agarose, l'alginate et le chitosane.

Bien que ces matériaux aient montré des résultats prometteurs dans la réparation des tissus, ils présentent certains inconvénients en termes de propriétés mécaniques, de dégradation, d'immunogénicité et de contamination croisée. Les échafaudages synthétiques ont été construits à l’aide de matériaux synthétiques ou d’une combinaison de matériaux naturels et synthétiques. Les acides polyhydroxyliques, le polytétrafluoroéthylène, l'acier-titane ou les céramiques sont des exemples de polymères synthétiques à biocompatibilité améliorée. Matériaux naturels, tels que le collagène, la gélatine, le chitosane, les alginates et la soie ou le poly(acide lactique) (PLA), le poly(acide lactique-co-glycolique) (PLGA), la poly-epsiloncaprolactone (PCL) ou l'alcool polyvinylique (PVA). ), les polymères, sont les matériaux les plus couramment utilisés pour la fabrication d'échafaudages de nanofibres.

Ces matrices peuvent être créées avec une grande précision structurelle, à l'aide de polymères complexes et de techniques d'assemblage, pour contrôler les propriétés des matériaux telles que la rigidité, la dégradation et la porosité. L'avènement des nanotechnologies a permis de nouveaux développements dans le domaine des biomatériaux. Des surfaces nano-modifiées appropriées créent une nanotopographie qui facilite l'adhésion cellulaire et peut induire une meilleure réponse cellulaire et une différenciation cellulaire spécifique que les surfaces non traitées.