La perte du tissus osseux liée à l’âge avancé, l’obésité, des blessures ou encore des maladies peut entraîner une morbidité significative et un coût socio-économique important. Aujourd’hui, l’os est le tissu le plus transplanté après le sang. Cependant, des greffes osseuses et des implants métalliques utilisés actuellement présentent toujours quelques limitations comme une faible disponibilité, un manque d’intégration ou un risque infectieux. Au cours des dernières décennies, l’ingénierie tissulaire et la médecine régénératrice sont devenues des stratégies prometteuses pour la reconstitution de l’os. L’ingénierie tissulaire de l’os a pour l’objectif d’induire une régénération fonctionnelle de l’os via une combinaison synergique des matrices en biomatériaux, des cellules et des biomolécules actives comme des protéines, peptides ou facteurs de croissance. Les tissus osseux ainsi conçus sont considérés comme des alternatives potentielles à l’utilisation conventionnelle des greffes osseuses, grâce à leur approvisionnement illimité et aucune transmission de maladies.
Dans ce contexte-là, l’objectif du projet BILBO (Bio-implants utilisant Liquides Ioniques pour l’Ostéogénèse de l’Os) est de développer des nouvelles matrices en nanofibres electrospinnées incorporant des nanoparticules pour la reconstitution de l’os et pour l’administration contrôlée de la protéine BMP- 2, un facteur ostéo-inducteur puissant. L’originalité de ce projet consiste en l’utilisation du polysaccharide 1,3-β-glucan (curdlan) qui améliore l’adhésion et la prolifération cellulaire. De plus, le curdlan, reconnu par le récepteur dectin- 1 présent sur la surface des ostéoclastes, est supposé de supprimer l’ostéoclastogenèse et par conséquent de promouvoir la reconstitution osseuse. Le curdlan sera utilisé pour l’electrospinning des matrices et/ou pour la fonctionnalisation des nanoparticules de polymère qui seront incorporées dans les matrices.
La fonctionnalisation des nanoparticules à base de PLGA avec le curdlan représente une autre originalité et la partie la plus ambitieuse de notre projet. Le but est de concevoir de nouveaux procédés basés sur l’utilisation des liquides ioniques (Lis) bien choisis pour la synthèse du polymère conjugué PLGA-curdlan. L’estérification du PLGA et du curdlan a déjà été réalisée en utilisant des solvants organiques traditionnels. Dans le souci de rendre la synthèse plus « verte » et durable, nous cherchons à utiliser des solvants plus respectueux de l’environnement. Les Lis vont nous aider à éviter les solvants toxiques, bannis pour les applications biomédicales.
Les nanoparticules de PLGA-curdlan vont être chargées avec la protéine BMP-2 et incorporées dans les matrices electrospinnées à base de curdlan ou de mélange curdlan/chitosan. Une caractérisation systématique des propriétés physico-chimiques de ces biomatériaux nanocomposites sera réalisée et leurs bio-performances seront déterminées in vitro.