Zoom sur l’électrofilage

Zoom sur l’électrofilage

L’électrofilage (plus couramment appelé electrospinning) permet de fabriquer des membranes polymères non-tissés (synthétiques ou biosourcés) dont le diamètre varie de quelques nanomètres à quelques microns. Différentes géométries de membranes peuvent être obtenues pour des applications très variées : textile, biomédical, cosmétique, énergie ou encore agroalimentaire.

Le principe : une solution de polymère est injectée tout en l’exposant à un champ électrique.

« Cette technique d’étirage sous champ électrique permet de mettre en forme un (ou plusieurs) polymère sous forme de filament continu dont le diamètre est ajustable de quelques dizaines de nanomètres à quelques micromètres. Lorsqu’un support (cible) fixe est utilisé, les filaments se déposent aléatoirement à sa surface pour former un matériau non tissé, également appelé « mat », dont le taux de porosité atteint classiquement 80-90% du volume total du matériau final » explique Marilys Blanchy, ingénieur d’études, SRC Rescoll.

Un procédé prometteur pour la médecine régénérative

« Dans le domaine biomédical, l’électrofilage permet d’obtenir des membranes constituées en « échafaudage » communément appelées « scaffolds ». L’électrofilage est très prometteur pour des applications en implantologie, en médecine régénérative (peau, cartilage, ligament, etc.) et en ingénierie tissulaire « en raison de l’obtention d’un réseau caractérisé par un rapport surface/volume élevé très favorable à l’adhésion cellulaire. Nous pouvons ainsi produire des dispositifs multipropriétés avec différents taux de résorption et/ou des fonctionnalités différentes. Grâce à l’acquisition d’une machine d’electrospinning, Rescoll complète sa gamme de compétences dans la formulation et la mise en œuvre de matériaux polymères résorbables et non résorbables » ajoute Marilys Blanchy.

Par exemple, dans le cadre du projet TEH TUBE, mené par les SRC Rescoll et Statice, qui porte sur le traitement des cardiopathies congénitales, l’électrofilage est utilisé pour la mise au point d’un tube valvé ayant la possibilité de se développer à partir des cellules des patients et à mesure de sa croissance sans aucune réaction immunitaire ni traitement médicamenteux.

Benoît Studlé, président de la SRC Statice, précise : « Statice a 20 ans d’expérience dans l’utilisation et la transformation des polymères bioréabsorbables. Nous sommes capables de mettre au point des matériaux électrofilés en forme de tube de différents diamètres et formes. Un des grands avantages de l’utilisation de ces matériaux dans le domaine médical est leur intégration biologique et la régénération tissulaire. Cela évite de nouvelles interventions chirurgicales pour les patients et minimise les coûts. Le défi dans la conception et la réalisation de ces dispositifs est que le temps de dégradation soit suffisamment long pour permettre la régénération tissulaire. Les applications possibles sont larges : la reconstruction des vaisseaux sanguins, des artères, de la trachée et de l’œsophage » annonce Benoît Studlé.

Les résultats de ce projet sont attendus fin 2017.

Des dispositifs médicaux actifs et naturels

Le choix des polymères sélectionnés est extrêmement important. Leurs compositions influencent les propriétés des fibres et leur chimie de surface. Le facteur de réussite est « une structure la plus proche de l’environnement naturel des cellules qui ont besoin de se développer » complète le dirigeant. En plus des applications vasculaires, Statice a acquis de l’expérience dans le développement et la fabrication de dispositifs médicaux électrofilés intégrant un principe actif.

« Un projet FUI, en cours, a mis Statice au défi d’électrofiler un matériau combinant à la fois des propriétés mécaniques adéquates et une cinétique de libération en accord avec le besoin clinique » explique Pierre Pouponneau, chef de projets R&D de Statice.

Rescoll, en combinant ses connaissances et ses compétences dans le domaine des matériaux polymères et inorganiques (technologie sol-gel) ainsi que ses compétences en procédés, a pour objectif de développer de nouveaux matériaux complexes à partir de la technologie de l’électrofilage. C’est pourquoi la SRC a lancé un programme d’échanges, baptisé eBIOspin, avec l’université de Trieste pour développer de nouvelles applications de l’électrofilage à partir de mélanges de polysaccharides naturels (comme l’acide hyaluronique) et ainsi concevoir des polymères naturels.