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Des implants biodégradables en amidon

Une fonction thérapeutique peut être assurée temporairement par des dispositifs biocompatibles à base d'amidon.

Stents à mémoire de forme en amidon. © Inra, N. Mansion
Mis à jour le 30/04/2015
Publié le 14/04/2015

Il existe dans le domaine biomédical un besoin de développer de nouveaux dispositifs implantables et biodégradables après une courte durée de vie, de l’ordre de quelques jours à quelques semaines. Pour ces applications les molécules naturelles présentent l’avantage d’être bien acceptées par les patients. Plus spécifiquement les polysaccharides sont de bons candidats car ils sont biocompatibles.

L’amidon peut être mis en forme par le procédé d’extrusion et par thermomoulage. Ainsi, de façon analogue aux polymères thermoplastiques, des "plaques" de 2 mm d’épaisseur ont été fabriquées à partir d’amidons extraits de pomme de terre et de maïs mélangés avec un plastifiant, le glycérol. L’évolution de la structure et des propriétés de ces matériaux immergés dans un liquide physiologique (PBS) à 37°C est fortement dépendante de la matière première utilisée. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec l’amidon de pomme de terre plastifié avec 20% de glycérol qui montre un gonflement très modéré et des propriétés mécaniques stables sur une période de plus de deux mois. L’implantation sur des rats montre une excellente biocompatibilité dans le cas de l’amidon de pomme de terre alors que l’amidon de maïs induit une inflammation des tissus attribuée à la présence de protéines minoritaires.

(a) Fabrication des matériaux par extrusion (b) Mesures du gonflement des matériaux immergés dans un liquide physiologique à 37°C (c) Implantation sur des rats. © Inra, D. Lourdin
(a) Fabrication des matériaux par extrusion (b) Mesures du gonflement des matériaux immergés dans un liquide physiologique à 37°C (c) Implantation sur des rats © Inra, D. Lourdin

Partenaires : ces travaux ont été réalisés au sein de l’unité BIA de l’Inra Angers-Nantes en collaboration avec le Laboratoire de bio-ingénierie cardiovasculaire pour la thérapie et pour l'imagerie médicale de l’INSERM à Paris.
Des chirurgiens des hôpitaux de Lyon et de Toulon ont participé à la mise au point de dispositifs pour le traitement post opératoire faisant suite à l’extraction de calculs dans les glandes salivaires. Ainsi, des stents à mémoire de forme et des tubes biodégradables en amidon ont été implantés sur des porcs.

Publication associée : Velasquez D., Pavon-Djavid G., Chaunier L., Meddahi-Pellé A., Lourdin D. Effect of Crystallinity, Plasticizer Content and Botanical Origin of Starch-Based Materials on Mechanical Properties and In Vivo Tissue Integration, Carbohydrate Polymers, sous presse, 2015. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbpol.2015.02.006

Autre publications

  • Beilvert A., Chaubet F., Chaunier L., Guilois S., Pavon-Djavid G., Letourneur D., Meddahi-Pellé A., Lourdin D. Shape-memory starch for resorbable biomedical devices Carbohydrate Polymers, 99, 242– 248, 2014
  • Beilvert A., Faure F., Meddahi-Pellé A., Chaunier L., Guilois S., Chaubet F., Lourdin D., Bizeau A. A resorbable shape-memory starch-based stent for the treatment of salivary ducts under sialendoscopic-surgery, The Laryngoscope, 124, Issue 4, 875–881, 2014
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Caractérisation et élaboration des produits issus de l’agriculture
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Pays de la Loire