NANOCOMPOSITES INNOVANTS LIBÉRANT DES FACTEURS BIOLOGIQUES PAR HYPERTHERMIE MAGNÉTIQUE EN TANT QUE COMPOSANTS DE MATRICES INTELLIGENTES POUR L'INGÉNIERIE TISSULAIRE – CORELMAG

Un défi majeur dans le domaine de l'ingénierie tissulaire (TE) est la conception de matrices implantables intelligentes libérant des protéines bioactives telles que des facteurs de croissance (GFs) à distance et sur commande par des stimuli extérieurs (par exemple, ondes lumineuses ou magnétiques).
Dans le projet CORELMAG, nous proposons dans un premier temps de concevoir des nanocomposites multifonctionnels (MFNCs) originaux composés d'un cœur magnétique optimisé pour l'hyperthermie magnétique (MH) et entourés d'une coquille de silice mésoporeuse étoilée à larges pores assurant le chargement et la libération des GFs par effet magnétothermique. Ensuite, de tels MFNCs seront intégrés à des matrices de fibres electrospinnées (ELS) pour former un échafaudage intelligent permettant une libération de GFs induite magnétiquement. Alors que la conception de ces ELS est bien maîtrisée par mes collaborateurs, la conception des MFNCs est confrontée à différents défis clés.
Un premier défi consiste à contrôler la température locale de surface du nanocomposite pour assurer la libération des GFs tout en évitant leur dénaturation ce qui sera réalisée par une étude de nanothermométrie sous champ magnétique alternatif et par modélisation pour mieux comprendre le transfert thermique. L’ingénierie chimique des MFNCs permettra alors d’ajuster cette T locale.
Un deuxième défi concerne l'interaction thermo-répondante entre les MFNCs et les GFs et nous développerons une stratégie prometteuse et innovante. Cette stratégie permettra donc de charger une grande quantité de GFs et également de déclencher leur libération sous chaleur locale. La preuve de concept que ces groupements thermo-répondants permettent la libération des protéines à T modérée (42-50° C) a été montrée récemment et sera optimisée dans ce projet.
Ainsi, des MFNCs innovants et chargés avec une quantité élevée du facteur de croissance vasculaire endothélial (VEGF), un GF bien établi, seront ainsi conçues et seront évaluées pour la désorption magnétothermique. Ces nanocomposites intelligents seront ensuite intégrés/formulés dans une matrice en polymère élaborée par electrospinning. La structure d'échafaudage permettant de libérer par magnétothermie la plus grande quantité de VEGF sera évaluée et une étude biologique préliminaire sera réalisée pour évaluer l’effet sur les cellules endothéliales pouvant favoriser l'angiogenèse et enfin l'intégration et la régénération tissulaire.