Les homogénéisateurs GEA boostent les bioencres pour la médecine régénérative

L'équipe de GEA a passé de longs moments aux côtés des scientifiques pour mieux en cerner les recherches, les difficultés et les objectifs, de manière à vraiment comprendre le rôle essentiel joué par l'homogénéisation dans la création de fibres de cellulose nanostructurées à partir d'eucalyptus en pulpe. En à peine deux ans, en partenariat avec le Responsable universitaire du projet, le Prof. Dr. Mag. Karin Stana Kleinschek, Ph.D., Vice-directrice de l'Institut de chimie et technologie des systèmes biosourcés (IBioSys), l'équipe a développé un processus d'homogénéisation solide. Ce dernier permet aux chercheurs d'utiliser de la nanocellulose dérivée de l'eucalyptus comme de l'« encre » liquide. 

Ces encres à base de nanocellulose peuvent être imprimées en 3D pour obtenir des structures qui répliquent la biomécanique anisotrope de différents tissus humains, tels que les vaisseaux sanguins et la trachée, explique Rupert Kargl, Ph.D., Professeur adjoint à l'IBioSys. Après des essais appropriés, ces « tissus » dérivés de plantes, générés à partir de ressources renouvelables, ont pu être utilisés pour préparer des modèles d'organes qui ressemblent sur le plan anatomique et biomécanique aux artères des patients. « Ces modèles peuvent potentiellement être utilisés par des chirurgiens pour préparer des interventions cardiovasculaires et adapter les implants à l'anatomie du patient », précise R. Kargl. 

Une science des matériaux qui part de la base

« La nanocellulose peut, en effet, être achetée déjà partiellement traitée, mais ce qui intéressait le Professeur Stana Kleinschek, c'était de concevoir les matériaux en partant des principes de base », explique S. Grasselli. « En utilisant notre technologie, les chercheurs peuvent adapter la recette et effectuer d'autres recherches sur les effets du prétraitement et de l'homogénéisation sur les propriétés et la structure du matériau. Cela leur donne davantage le contrôle du procédé, notamment au niveau de la source des fibres et du prétraitement, ainsi que des éléments sur la façon dont l'homogénéisation impacte la structure de la nanocellulose et la rhéologie du matériau et les pièces imprimées en 3D finales» . 

R. Kargl apprécie en particulier la possibilité de modifier la pression, la concentration en fibres, le nombre de cycles et la température. « La matière première, le prétraitement, le nombre de cycles et la pression ont une influence énorme sur la taille des fibres et la rhéologie de l'encre », explique-t-il.

Les chercheurs de l'institut associent leurs connaissances pointues dans le domaine de la chimie et de la technologie des matériaux biosourcés, pour développer des méthodes permettant de dériver, de synthétiser et de modifier des produits naturels bioactifs à partir de sources renouvelables. Les applications potentielles sont nombreuses. Ces méthodes pourront notamment être utilisées pour l'impression en 3D, l'enrobage et les substances tensio-actives, dans des domaines qui vont des dispositifs biomédicaux et des implants à l'emballage, en passant par les textiles, les cosmétiques et les enduits pour papier.

Entièrement adaptable et collaboratif

« La collaboration en cours entre GEA et l'équipe de l'institut IBioSys est vraiment passionnante, car les chercheurs de l'université sont à l'avant-garde de la recherche et de la technologie de développement des matériaux biosourcés », dit S. Grasselli. « Ils sont en relation avec des chercheurs, aussi bien du Centre de technologie qu'extérieurs, qui travaillent dans des domaines similaires ou associés, et nous sommes là pour travailler avec eux et leur apporter notre expertise en matière de procédés et nos technologies pour aider à accélérer la recherche et le développement d'une vaste gamme de produits biosourcés et de domaines d'application novateurs ».