Elaboration de nouveaux biomatériaux polymères dégradables et fonctionnels
Des équipes de recherche marseillaises et parisiennes 1 ont montré qu’il était possible d’élaborer facilement, par un procédé radicalaire, des biomatériaux polymères dégradables et fonctionnels. Cette méthode simple et polyvalente permet de mettre au point une large gamme de matériaux biocompatibles à visée biomédicale. Ce concept, publié dans la revue Angewandte Chemie, International Edition, a été appliqué à l’élaboration de revêtements antibactériens, de nanoparticules pour la délivrance de principes actifs et de bioélastomères pour l’ingénierie tissulaire.
- 1Institut de chimie radicalaire (CNRS/Aix-Marseille Université), Institut des sciences moléculaires de Marseille (CNRS/Aix-Marseille Université/Centrale Marseille), Institut Galien Paris-Sud (CNRS/Université Paris-Sud) et Laboratoire de recherche vasculaire translationnelle (INSERM/Université Paris 13/Université Paris Diderot).
Les biomatériaux dégradables occupent aujourd’hui une place importante dans le domaine médical, en particulier pour l’élaboration d’implants résorbables, ainsi que de nanoparticules pour la délivrance de principes actifs. Ces matériaux sont le plus souvent des polyesters aliphatiques dont la synthèse fait appel à des techniques de polymérisation de type polymérisation par ouverture de cycle ou polycondensation. Ces deux techniques, bien que très largement utilisées aujourd’hui, n’offrent ni la polyvalence ni la facilité d’utilisation de la polymérisation radicalaire. Par ailleurs, ces deux procédés ne permettent pas une fonctionnalisation aisée des polymères alors qu’elle est indispensable pour de nombreuses applications biomédicales (e.g., ciblage cellulaire/tissulaire, suivi post-administration, relargage contrôlé de principes actifs).
Les chercheurs de l’Institut de chimie radicalaire de Marseille, de l’Institut des sciences moléculaire de Marseille, de l’Institut Galien Paris-Sud et du Laboratoire de recherche vasculaire translationnelle ont réussi à mettre au point une méthode d’élaboration de biomatériaux fonctionnels et dégradables basée sur la copolymérisation radicalaire de deux types de monomère : les acétals de cétène cycliques (CKA) et les éthers de vinyle. Une étude théorique a permis de choisir le couple approprié de monomères, paramètre clé pour assurer leur bonne incorporation dans le matériau/copolymère final ; le CKA apporte le caractère dégradable au matériau (via l’introduction de fonctions ester dans la chaîne polymère) et l’éther vinylique permet la (post)fonctionnalisation du matériau par des (macro)molécules indispensables pour les applications médicales.
Cette méthode de synthèse de copolymères biodégradables et fonctionnels a permis aux chercheurs de réaliser des matériaux antibactériens (actifs contre des bactéries du type Gram +, Gram – ainsi que des bactéries multi-résistantes), des nanoparticules PEGylées pour la délivrance de principes actifs et des bioélastomères utilisables en ingénierie tissulaire (patch cardiaque par exemple).
Ces travaux ont été réalisés dans le cadre du projet NANOCARDIOROP financé par l’ANR (ANR-15-CE08-0019)
Référence
A. Tardy, J.-C. Honoré, J. Tran, D. Siri, V. Delplace, I. Bataille, D. Letourneur, J. Perrier, C. Nicoletti, M. Maresca, C. Lefay, D. Gigmes, J. Nicolas & Y. Guillaneuf.
Radical Copolymerization of Vinyl Ethers and Cyclic Ketene Acetals as a Versatile Platform to Design Functional Polyesters
Angewandte Chemie International Edition 6 Novembre 2017
DOI: 10.1002/anie.201707043 and 10.1002/ange.201707043