Programme de coopération transfrontalière

avec le soutien du Fonds Européen de Développement Régional

TEXTOS

Informations clés

Opérateur chef de file

CRITT MDTS
Boulevard Jean Delautre
ZHT du Moulin Leblanc 3
08000 Charleville-Mézières
FRANCE

Personne de contact :

Mohamed Boudifa

Date de début

01-07-2016

Date de fin

31-12-2021

Eléments budgétaires

Budget Total
2 432 695,94 €

Site Web

https://www.textos-interreg.eu/en





TEXTOS

Développement d'une matrice biofonctionnelle pour la régénération tissulaire

axe1

Catégorie

Projet

Objectif spécifique du programme

Accroissement de la recherche et de l'innovation de la zone transfrontalière dans les secteurs stratégiques et les secteurs à forte complémentarité

Domaine d'intervention

Activités de recherche et d’innovation dans les centres de recherche publics et les centres de compétence, y compris la mise en réseau


Parmi les filières d’avenir détectées en zone transfrontalière, la santé, les agro-ressources et les biotechnologies sont celles qui détiennent le plus de potentiel de développement. Cependant, le territoire présente une activité en recherche et développement qui est en retrait par rapport aux niveaux nationaux et aux objectifs européens. Afin d’encourager la mise en place d’innovations dans le cadre de ces thématiques émergentes, et face aux besoins de comblement ou de remplacement soulevés par la médecine régénératrice, le projet TEXTOS a pour ambition de proposer aux chirurgiens en orthopédie et en odontologie des substituts de nouvelle génération qui permettront une cicatrisation et une régénération osseuse. L’objectif principal du projet est alors de développer une matrice 3D innovante pour l’ingénierie tissulaire dans le but de reconstruire, régénérer ou remplacer la fonction de tissus ou d’organes déficients. Le prototype sera réalisé en deux temps, avec en premier lieu l’élaboration d’une matrice « cœur » traduisant la preuve de concept, puis celle de la matrice hybride du prototype visé. Le projet TEXTOS permet de regrouper et de fédérer des acteurs de la recherche et de l’innovation de la zone transfrontalière sur des thématiques complémentaires. Il représente une opportunité pour les partenaires de partager leurs pratiques et d’accroitre leur visibilité à l’échelle régionale, nationale et internationale dans le domaine de l’ingénierie tissulaire.

Date de rapport 14-01-2022

L'objectif général du projet TEXTOS est de développer une matrice 3D innovante pour l'ingénierie tissulaire dans le but de reconstruire, régénérer ou remplacer la fonction de tissus ou d'organes déficients. Le démarrage du projet transfrontalier TEXTOS s'est traduit par des activités de recherche en parallèle avec des actions de communication et de sensibilisation des entreprises de la zone transfrontalière. Des outils de communication ont été mis en place tels que le poster de présentation du projet, une pochette et un Roll-up. Le site internet dédié au projet https://www.textos-interreg.eu/ a été mis en ligne en novembre 2016 et a reçu depuis près de 2000 visites. Le projet a été également publié sur le site ResearchGate qui est un site de communication dédié à la Science et aux scientifiques. A ce jour, notre projet est suivi et vu par plusieurs scientifiques venant d'horizons divers. En effet, Textos continu à susciter l'intérêt auprès de chercheurs avec 20 followers et plus de 425 lectures sur ce portail (https://www.researchgate.net/project/TEXTOS-Development-of-biofunctional-matrix-for-tissue-regeneration). Les partenaires Textos ont réalisé des actions de diffusion et de dissémination transfrontalière auprès du public cible : entreprises industrielles et secteur médical. Dans ce registre, les partenaires ont organisé trois journées techniques dans le domaine biomédical et participé à 11 journées thématiques et 3 salons avec des interventions sous forme de posters et présentations orales. Ainsi, 94 entreprises ont été sensibilisées au projet TEXTOS et un soutien a été apporté à une entreprise de la zone transfrontalière qui a développé un banc innovant pour soigner le mal de dos. Un bilan positif peut être dressé en termes de valorisation auprès de la communauté scientifique avec la participation à 18 conférences et congrès et la publication de 3 articles dans des revues scientifiques internationales. Le point de départ du développement de la matrice 3D étant la réalisation du fil en matériau composite bio-résorbable (PLA-HA) et bio-fonctionnalisé en surface par un revêtement de chitosan. Le choix de matériau substrat (biocomposite PLA-HA), qui constitue la base du fil de la matrice 3D, est guidé par l'application Textos de régénération des tissus osseux. Le partenaire UMons s'est concentré sur la synthèse et la fabrication des composites (PLA/Hydroxyapatite) avec les exigences : homogénéité, aptitude à l'extrusion et modulation des propriétés mécaniques. La problématique d'interface, d'agglomération et de décohésion entre les constituants du composites (PLA et HA), a été traitée avec l'introduction d'une fonctionnalisation des particules de HA avec le (poly)lactide. Ainsi, les propriétés mécaniques du composite ont été améliorées et peuvent être aisément modulées selon l'application Textos. Le partenaire UMons a synthétisé des biocomposites (PLA-HA) en quantité suffisante pour alimenter la fabrication de filaments chez le partenaire Centexbel. L'extrusion des fils biocomposites en grandes quantités sur des machines industrielles a été entamée et permettra de réaliser par la suite de matrices 3D tricotées. L'étape intermédiaire de bio-fonctionnalisation de surface des fils en bio-composites (PLA-HA) consiste à réaliser un dépôt de chitosane afin d'améliorer les propriétés biologiques de la matrice 3D. L'adhésion de ce dépôt sur le fil est assurée par un traitement plasma à pression atmosphérique (PPA) préalable. Un système de traitement de fil en continu a été développé par le CRITT-MDTS combinant deux systèmes de traitement plasma à pression atmosphérique (torche et tube) avec deux systèmes de revêtement (immersion et aspersion). Après avoir mis en place les protocoles d'essais, différentes investigations des propriétés biologiques ont été réalisées depuis les premiers semestres chez le partenaire BIOS de l’URCA. Les résultats marquants sont les suivants : -Démonstration de l'activité antimicrobienne du revêtement de chitosane sur différents substrats de biocomposite (PLA-HA). Aussi, cette étude a montré que le chitosane n'a pas été altéré par le traitement plasma réalisé au CRITT-MDTS. -Des études d'un fil en PLGA commercial ont montré qu'il n'était pas biocompatible de par sa composition chimique où une altération du milieu de culture a été constatée. -Une étude comparative de la morphologie du fil en mono et multi-filaments a montré que dans le cadre du projet TEXTOS, visant plutôt des tissus osseux, une matrice à base de fil en mono-filament est recommandée car elle permet une prolifération des cellules plus modérée que dans le cas d'un multi-filament. - Les membranes réalisées par Centexbel par la technique « electrospinning », structurées en fibres aléatoires, ont été testées par le partenaire BIOS en culture cellulaire. Les résultats obtenus ont montré que les cellules souches adhéraient à la membrane, montrant que le matériau de base PLA-HA est un bon candidat pour la reconstruction osseuse. -Des tests de biocompatibilité sur les biocomposites de TEXTOS (PLA-HA) ont montré un bon comportement des cellules vis à vis des particules d'HA fonctionnalisées et ceci quel que soit la condition étudiée. Comme indiqué dans la littérature, des études ont montré que les nanoparticules, bien qu'elles soient biocompatibles, elles peuvent être phagocytées par les cellules inflammatoires. -La mise au point des modèles de reconstruction osseuse chez le rat. Après obtention des autorisations d'expérimenter sur animaux par le ministère de l'agriculture, des défauts critiques dans les crânes de rat ont été réalisés (40 rats opérés). Les suivis par micro-scanner à 2, 4 et 8 semaines a montré que sur le groupe de rats implantés avec des matériaux à base d'hydoxyapatite, la reconstruction osseuse a été stimulée alors que sur le groupe n'ayant pas reçu d'implantation, les défauts n'ont pas cicatrisés. En outre, la quantité d'os formé est quasi identique à l'os natif. La caractérisation fonctionnelle des tests mécaniques a démontré que la qualité de l'os néoformé peut être améliorée avec les paramètres de tricotage. Enfin, des études in-vivo ont été réalisées : des membranes de collagène fonctionnalisées par les revêtements hybrides (phosphates de Calcium, chitosane et acide hyaluroniques) ont été implantées chez l'animal (défauts sub-critiques de la Calvaria de rats). Le suivi au cours du temps par imagerie chez le petit animal a montré une augmentation significative du tissu osseux régénéré versus les membranes non fonctionnalisées. Les analyses histologiques sur résine montrent la présence d'une matrice collagénique minéralisée, signature de la présence d'un néo-tissu osseux. Les analyses histologiques sur paraffine montrent d'ailleurs la présence d'un tissu vascularisé, synonyme de présence d'un tissu vivant. D’autre part, la quantité d'os formé est quasi identique à l'os natif. Cependant, les propriétés mécaniques obtenues par des essais de nanoindentation sont plus faibles que ceux de l’os natif. Des améliorations peuvent être apportées avec le procédé de tricotage.