Cellical : microfibrilles de cellulose et dispositifs médicaux bioactifs

Le Laboratoire Génie des Procédés Papetiers (LGP2) coordonne le projet Cellical qui vise à utiliser des microfibrilles de cellulose pour concevoir des dispositifs bioactifs de chirurgie réparatrice des tissus mous.

Démarré en octobre 2015 pour une durée de 42 mois, le projet ANR Cellical, piloté par le LGP2, rassemble plusieurs partenaires : le Centre de Recherche sur les Macromolécules Végétales (CERMAV), le Centre Technique du Papier (CTP), Sofradim Production (Medtronic Covidien), Tembec Innovation, l’Université Joseph Fourier-Département de Pharmacochimie Moléculaire (UJF-DPM) et l’Université Lille 2 (UL2-INSERM).

L’usage de la cellulose dans le domaine médical n’est pas nouveau. La médecine régénérative recourt déjà à la cellulose bactérienne tant pour des traitements externes (pansement des plaies notamment liées aux brûlures) qu’internes (applications dans les tissus des cartilages, la greffe de moelle osseuse, remplacement de vaisseaux sanguins…). La cellulose végétale, quant à elle, est couramment utilisée, à l’échelle microscopique, comme excipient de médicament.

Le développement de la recherche sur la cellulose à l’échelle nanométrique (microfibrilles, nanocristaux) ouvre la voie à d’autres applications. Dès 2012, avec une thèse soutenue par Nathalie Lavoine, le LGP2 pose les bases de l’utilisation de la cellulose pour le relargage prolongé et contrôlé des médicaments. Une autre doctorante du laboratoire, Megan Smyth, travaille actuellement sur la croissance des tissus cellulaires grâce aux nanocelluloses.

Les microfibrilles de cellulose (MFC), considérées comme les nouveaux produits à haute valeur ajoutée issus de la biomasse, suscitent un intérêt grandissant, notamment en raison de leurs excellentes propriétés mécaniques et barrière. Le projet Cellical vise à les utiliser afin de développer une nouvelle classe de substrats biosourcés et biocompatibles avec un relargage contrôlé de molécules actives et ce, pour améliorer les dispositifs médicaux de réparation des tissus mous en chirurgie.

Le dispositif de réparation des tissus mous figure parmi les dispositifs médicaux les plus utilisés. Avec un marché de 3 milliards d’euros par an et une croissance annuelle de 8%, il concerne principalement les réparations des hernies ventrales ou inguinales. Cependant, les complications infectieuses demeurent un problème crucial pour les chirurgiens et les autorités sanitaires : elles entraînent l’augmentation des coûts médico-sociaux — nouveaux actes chirurgicaux et traitement médicaux —, une perte de qualité de vie et surtout une diminution de l’espérance de vie, notamment dans le cas des chirurgies oncologiques. Il y a donc une attente évidente d’une solution permettant de contrôler localement le relargage d’antiseptique afin de limiter les complications infectieuses, voire d’antalgique pour diminuer les douleurs post-opératoires. Ainsi, divers médicaments et des antiseptiques seront choisis et immobilisés (par greffage ou absorption) sur les MFC déposées sur le dispositif médical ou utilisées seules pour réparer les tissus mous.

Dans un premier temps, les travaux porteront sur les pré-traitements de la biomasse et plus précisément de la cellulose afin d’obtenir des grades de MFC de haute qualité. En parallèle, les bioconjugués actifs seront préparés par des voies de synthèse innovantes à partir d’oligosaccharides et des molécules actives sélectionnées. Ensuite, les nouveaux dispositifs médicaux à base de MFC modifiées seront préparés à l’échelle du démonstrateur et le relargage des molécules étudiées. L’idée de base de Cellical est de partir de la biomasse (avec un partenaire industriel et une start-up) pour fabriquer des systèmes médicaux pour la réparation de tissus mous (un industriel et un laboratoire universitaire) en utilisant des MFC fonctionnalisées avec de nouvelles molécules bioactives (un centre technique et trois laboratoires universitaires). À plus d’un an d’existence, le projet avance bien, porté par l’engagement dynamique des partenaires impliquant notamment des visites effectuées sur les sites de Sofradim Production, du LGP2 et de Tembec Tartas.

Contact : Julien.Bras@pagora.grenoble-inp.fr

Le Laboratoire Génie des Procédés Papetiers (LGP2) est une unité mixte de recherche (UMR 5518) associant le CNRS, Grenoble INP et l’Agefpi comprenant trois équipes : Bioraffinerie : chimie et éco-procédés – Matériaux biosourcés multi-échelles – Fonctionnalisation de surface par procédés d’impression. La recherche du LGP2 est en lien avec les attentes sociétales en particulier dans les domaines du développement durable (chimie verte, procédés propres, recyclage, matériaux biosourcés, énergies renouvelables) et de la traçabilité & sécurité (matériaux fonctionnels, papiers et emballages intelligents). http://pagora.grenoble-inp.fr/recherche/

Grenoble INP-Pagora, École internationale du papier, de la communication imprimée et des biomatériaux Certifiée Qualité Sécurité Environnement et engagée dans le développement durable, elle forme des ingénieurs socialement responsables pour les secteurs liés à la chimie verte, au papier, à l’impression, à l’emballage, aux biomatériaux et à l’électronique imprimée. Elle propose également deux licences professionnelles (Flux numériques, production & édition d’imprimés et Ingénierie de la communication imprimée industrielle européenne). Son large éventail d’enseignements et sa maîtrise de l’apprentissage – aux niveaux ingénieur et licence pro – permettent d’adapter en permanence sa formation aux besoins des industries. Un partenariat fort avec les entreprises permet à ses 60 diplômés par an d’accéder à des carrières motivantes en France et à l’international. L’école développe également une formation internationale en collaboration avec des universités européennes et propose une formation en anglais : le Post Master Biorefinery: bioenergy, bioproducts & biomaterials. La recherche innovante menée par son laboratoire, le LGP2, contribue à l’amélioration des procédés et à la création de produits répondant aux nouveaux besoins notamment environnementaux. Une veille active sur les progrès technologiques dans ces industries est réalisée par le Cerig. L’ensemble de ces activités garantit un enseignement à la pointe des évolutions scientifiques et techniques. http://pagora.grenoble-inp.fr – http://cerig.pagora.grenoble-inp.fr – http://www.facebook.com/GrenobleINP.Pagora