Development of bioactive, porous scaffolds for the vascularization of engineered tissues

La construction d'un réseau vasculaire pouvant assurer la croissance, la fonction et la survie de
\ntissus tridimensionnels représente actuellement l'un des défis les plus importants du génie tissulaire.
\nCette thèse fait partie d'un vaste projet ayant pour but de développer des méthodes de culture de
\nmicro-vaisseaux sanguins au sein d'un échafaudage tridimensionnel synthétique qui pourra servir en
\ngénie tissulaire en conditions de bioréacteur.
\nTrois copolymères composés de poly(E-caprolactone-co-D,L-acide lactique)-PEG-poly(Ecaprolactone-
\nco-D,L-acide lactique) ont été synthétisés par la polymérisation par ouverture de cycle. La
\ncomposition monomérique a été variée et les polymères obtenus ont été caractérisés par 1H-résonance
\nmagnétique nucléaire, chromatographie de perméation de gel, calorimétrie différentielle à balayage,
\ndiffraction des rayons X aux grands angles, et analyseur mécanique dynamique. De plus, la
\ndégradation hydrolytique des échantillons, fabriqués par moulage à l'état fondu, a été étudiée, ainsi que
\nl'impact d'une telle dégradation sur l'endurance à la tension mécanique de ces matériaux. Considérant
\nles résultats observés au niveau des propriétés mécaniques et leur évolution au cours des tests de
\ndégradation, deux des copolymères ont été sélectionnés pour être étudiés davantage en lien avec leur
\npossible utilisation en cultures cellulaire et tissulaire.
\nDans l'objectif d'améliorer les interactions cellules/matériaux, des films composés de ces deux
\ncopolymères ont été modifiés en immobilisant des protéines à leur surface. L'effet de plusieurs
\nprotéines sur le comportement de cellules musculaires lisses (smooth muscle cells, SMC) a été étudié
\nau cours de cultures allant jusqu'à six jours. Les cellules ont été comptées à des intervalles fixes, et
\ncaractérisées par la microscopie électronique à balayage ainsi que par le marquage fluorescent du
\nmarqueur de différentiation, a-actine. La présence de protéines a amélioré de façon significative les
\ninteractions cellulaires, notamment au niveau de la prolifération qui était davantage stimulée par
\nl'utilisation de protéines immobilisées par liaison covalente.
\nUne technique basée sur des mélanges polymériques co-continus a été appliquée à nos
\ncopolymères. Les échafaudages fabriqués par cette technique démontraient une porosité hautement
\ninterconnectée, dont les tailles de pores peuvent être contrôlées par recuit. La perméabilité et la
\nrésistance à la compression des structures tridimensionnelles ont été déterminées. De plus, 1' adhésion
\nde SMC à des échafaudages modifiés par protéines a indiqué une dépendance des tailles de pores.
\nLes résultats de cette thèse démontrent que les échafaudages fabriqués et modifiés tel que
\nspécifié, pourraient trouver usage dans l'ingénierie de tissus à base de SMC. Ces cultures pourraient
\naussi servir à la vascularisation de tissus artificiels par voie de co-culture avec des cellules
\nendothéliales.

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