MÉDECINE RÉGÉNÉRATIVE : Biomatériaux verts et biofabrication durable
Qualifiée de « quatrième révolution industrielle » après les moteurs à vapeur, l'énergie électrique et l'ère numérique, la biofabrication pourrait à son tour transformer la production de masse. Ces travaux publiés dans la revue du même nom, Biofabrication, apportent une illustration de pointe de cette révolution en marche : des biomatériaux et échafaudages durables utilisables en médecine régénérative.
La médecine régénérative est une industrie mondiale de 156 milliards de dollars, à croissance exponentielle. L’auteur principal, Christopher Mosher, chercheur en ingénierie et en sciences appliquées à l'Université de Columbia et son équipe de bioingénieurs présentent un nouveau processus « d'électrofilage vert » qui pourrait transformer la biofabrication, en permettant la production de nano-biomatériaux évolutifs avec un impact environnemental minimal. L’objectif de l’équipe étant de développer de nouvelles pratiques de fabrication vertes, évolutives, pour les biomatériaux biomimétiques et les échafaudages utilisés en médecine régénérative.
Un électrofilage vert qui réduit de 3 à 6 fois les impacts de fabrication
La fabrication verte devient un processus de plus en plus critique dans toutes les industries, propulsé par une prise de conscience croissante des impacts négatifs sur l'environnement et la santé associés aux pratiques traditionnelles. Dans l'industrie des biomatériaux, l'électrofilage est une méthode de fabrication universelle utilisée pour produire des mailles fibreuses à l'échelle nanométrique à microscopique -ou échafaudages- qui ressemblent étroitement à l'architecture tissulaire native. Le procédé, cependant, a traditionnellement utilisé des solvants qui non seulement sont dangereux pour l'environnement, mais constituent également un obstacle important à leur production à l’échelle industrielle, à la traduction clinique et, en fin de compte, à une utilisation généralisée.
L'électrofilage vert : l’équipe de Columbia Engineering décrit ici un processus d'« électrofilage vert » qui répond aux contraintes de gestion des risques environnementaux, d’élimination des solvants volatils en grandes quantités, bref aux normes de santé et de sécurité. Ce processus permet ainsi une production respectueuse de l’environnement de nanofibres et de mélanges de polymères et de composites polymère-céramique. L'acide acétique est notamment confirmé comme un solvant vert à un faible impact écologique capable de soutenir un procédé d'électrofilage stable dans des conditions de fabrication de routine. En réglant les paramètres d'électrofilage, tels que la distance aiguille-plaque et le débit, les chercheurs ont pu améliorer la fabrication de polymères biomédicaux de recherche et standard de l'industrie, réduisant de 3 à 6 fois les impacts de fabrication néfastes du processus d'électrofilage. Les fibres « vertes » obtenues avec ce nouveau processus présentent des propriétés mécaniques exceptionnelles et une bioactivité du facteur de croissance préservée par rapport aux fibres traditionnelles, donc les qualités essentielles nécessaires en ingénierie tissulaire.
« L'électrofilage vert préserve non seulement la composition, la chimie, l'architecture et la biocompatibilité des fibres électrofilées traditionnellement, mais il améliore également leurs propriétés mécaniques en doublant la ductilité des fibres traditionnelles sans compromettre le rendement ou la résistance à la traction. Nos travaux apportent une solution plus biocompatible et durable pour la fabrication évolutive de nanomatériaux ».
Ces matériaux électrofilés verts peuvent être utilisés dans toute une gamme d'applications, orthopédiques et dentaires en particulier.
Source: Biofabrication July 2021 DOI: 10.1088/1758-5090/ac0964 Green electrospinning for biomaterials and biofabrication
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Cette actualité a été publiée le 1/08/2021 par
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