La matrice extracellulaire a des signaux biochimiques et biophysiques inhérents qui dirigent les comportements cellulaires. L’imitation de ce microenvironnement physiologique tridimensionnel (3D) est une stratégie largement explorée pour les applications de médecine régénérative et d’ingénierie tissulaire. Par exemple, les substrats d’origine naturelle et synthétique ont été modifiés à l’aide de repères topographiques afin d’imiter l’environnement cellulaire biophysique. 1 Par exemple, les échafaudages en polycaprolactone (PCL) peuvent être facilement modelés en coulant sur des substrats PDMS à motifs. 2 Cependant, la plupart des échafaudages synthétiques récapitulent de manière inadéquate l’environnement biochimique contrôlé in vivo. La modification en vrac ou en surface des matériaux synthétiques ne présente que des signaux biochimiques pour la fixation des cellules, mais manque toujours de régulation temporelle de l’administration biochimique. 3 Ainsi, il est nécessaire de disposer d’échafaudages optimaux capables d’imiter le système de livraison biochimique régulé dans le temps de la matrice extracellulaire.
Les systèmes d’administration biochimique tels que les microsphères sont en proie à des problèmes de perte de bioactivité et de faible efficacité d’incorporation en raison de la sévérité et de la complexité du processus de synthèse en plusieurs étapes. 4-6 Il a été démontré que les méthodes alternatives qui utilisent une méthode de fabrication et d’incorporation en une seule étape ont un excellent potentiel pour créer un microenvironnement biochimique favorable sans l’inefficacité de l’incorporation et la perte de bioactivité qui l’accompagnent. Une solution viable est l’utilisation de fibres de complexation polyélectrolytique (IPC) interfaciales pour délivrer et protéger les agents biologiques. Lorsque deux solutions aqueuses de polyélectrolytes de charge opposée sont réunies, les fibres IPC peuvent être retirées de l’interface. Pratiquement n’importe quel type de biomolécule hydrophlique en solution aqueuse peut être ajouté dans la solution de polyélectrolyte chargée négativement ou positivement, facilitant ainsi l’incorporation de biomolécules utiles dans la fibre IPC pendant le processus de complexation. De plus, ce processus ne nécessite que des conditions aqueuses et ambiantes, réduisant ainsi le risque de perte de bioactivité. En utilisant cette méthode, les facteurs de croissance actifs2,7 même les cellules8,9 ont été délivrés avec succès. De plus, la méthode simple de formation des fibres IPC permet de mouler dans n’importe quelle forme ou orientation. La stabilité de ces fibres a été avantageuse dans leur incorporation à la foisdans les polymères hydrophobes2 et hydrophiles 7 pour créer des échafaudages composites. Ces échafaudages composites avec des fibres IPC sont bénéfiques pour créer un environnement biochimique physiologiquement pertinent tout en fournissant un ancrage physique aux cellules.
Dans cette étude, nous montrons une méthode pour incorporer des fibres IPC dans un échafaudage hydrophile et un échafaudage hydrophobe avec une topographie pour une libération contrôlée de biomolécules actives. En tant que preuve de concept, nous incorporons des fibres IPC à base de chitosane et d’alginate dans l’hydrogel hydrophile biocompatible, non immunogène et antigénique pullulan-dextran ou l’échafaudage hydrophobe polycaprolactone biocompatible.