+ 2018 CHITCAP – Composites Chitosane – Phosphates de Calcium injectables et imprimables pour applications biomédicales

projet inter Carnot

Porteur du projet

Solène Tadier MATEIS INSA Lyon

solene.tadier@nullinsa-lyon.fr

Laboratoire(s) membre(s)

Axe(s) de recherches

Objectif : développer l’obtention de matériaux composites structurés et hiérarchisés par impression 3D, via l'extrusion de suspensions organique/minéral. La composition de ces matériaux d’une part (chitosane favorisant la repousse des vaisseaux sanguins et phosphates de calcium celle de l’os) et leurs architectures permettront de répondre au cahier des charges complexe des substituts pour réparation osseuse.


Le vieillissement continu de la population dans le monde est l’une des causes importantes de l’augmentation du nombre de traitements pour défaillance osseuse. Si les greffes osseuses restent actuellement la solution la plus employée, elles sont affectées par la disponibilité limitée des donneurs, le risque élevé de rejet et le taux de morbidité inhérent. Le développement de substituts osseux synthétiques permet de répondre à ces problématiques. De plus, avec l’essor des technologies de fabrication additive (dont impression 3D), il est désormais possible d’envisager la réalisation de pièces de formes et d’architectures complexes, et l’utilisation d’implants personnalisés. La grande majorité des substituts actuellement sur le marché est toutefois composée de matériaux monophasés et non architecturés qui ne sont pas complètement satisfaisants car ne répondent pas simultanément aux deux exigences biologiques et mécaniques indispensables pour un usage optimal en ingénierie tissulaire de l’os.

Le projet CHITCAP s’intéresse ainsi à la problématique de l’élaboration de substituts osseux multi-matériaux personnalisés en réponse à un fort enjeu de santé publique. La stratégie proposée est fondée sur le développement de nouveaux matériaux précurseurs permettant l’impression 3D et sans post-traitement de substituts aux propriétés optimisées. Ce projet s’appuie sur les résultats prometteurs récemment obtenus par les différents partenaires impliqués (MATEIS, IMP pour l’IC Ingénierie@Lyon et Cirimat pour l’IC Chimie Balard Cirimat). Il s’agit dans ces 2 approches, innovantes et complémentaires, d’élaborer par extrusion des implants composites architecturés à partir soit d’une encre soit d’une pâte chitosane - phosphates de calcium. CHITCAP vise à mettre à profit les connaissances et les compétences des partenaires pour lever conjointement les verrous qui s’opposent actuellement au développement industriel de tels matériaux, comme par exemple la préservation de l’homogénéité du mélange composite ou de leur réactivité lors de l’extrusion.

Les formulations originales de précurseurs issues de ce projet collaboratif pourraient ainsi représenter un vecteur de croissance économique pour le secteur industriel du dispositif médical. En effet, la mise au point de dispositifs médicaux toujours plus performants à l’aide de procédés sûrs et propres doit permettre aux entreprises de ce secteur, majoritairement des TPE/PME, d’élargir leur offre face à la concurrence.

image_chitcap    image_chitcap 2

Un démonstrateur du projet CHITCAP est proposé sous la forme de petits objets composites architecturés servant par exemple de cale orthopédique (illustration). A plus long terme, des objets de dimensions plus importantes, destinés à la réparation de plus gros défauts osseux, pourront être conçus.



Le projet est réalisé en partenariat avec l'institut Carnot Chimie Balard, CIRIMAT Université Toulouse 3, Fabien Brouillet.
Logo_CHIMIE BALARD_032014_0 logo_cirimat

Une ingénierie adaptée aux services des enjeux de nos partenaires

CALY TECHNOLOGIES, MECALAM, CCI LYON, VIBRATEC, THALES, AREVA, VOLVO, RENAULT, MICHELIN, ANNEALSYS, HUTCHINSON, EDF R&D ENERBAT, RIBER, SKF, EDF, PSA Peugeot-Citroen, SAFRAN, CARA, ST MICROELECTRONICS, ...