Conception d’hydrogels radio-opaques à base de biopolymères pour des applications biomédicales

Ce projet est limité à un candidat ou une candidate de nationalité marocaine. Il s'inscrit dans le cadre d'une subvention conjointe entre le FRQ-NT et le CNRST, et s'effectuera à cheval entre le Maroc et l'ÉTS.

Contexte

Les traitements médicamenteux locaux (antidouleurs, anti-inflammatoires, anticancéreux), réalisés par les radiologues d’intervention à l’aide de cathéters ou de fines aiguilles sous fluoroscopie à rayons X, ont connu une forte augmentation ces dernières années dans les pays occidentaux. Cependant, lorsque le médicament est injecté seul, il se libère trop rapidement dans les tissus. L’intégrer à une matrice permet de mieux en contrôler la libération. Dans certains cas, ces matrices agissent également comme agents embolisants pour occlure les flux sanguins indésirables, notamment dans le traitement des saignements post-partum, des malformations vasculaires, des fibromes utérins et de certains cancers. Ces matrices doivent répondre à de nombreux critères rhéologiques, posséder une radiopacité suffisante pour suivre l’injection, offrir une résistance mécanique aux contraintes physiologiques, libérer les médicaments de façon progressive et bien sûr garantir une biocompatibilité optimale. Il existe quelques agents embolisants commercialisés, mais ils sont extrêmement chers et non abordables pour les marchés émergents comme le Maroc. Les hydrogels à base de biopolymères sont particulièrement prometteurs comme agents embolisants injectables, chargés ou non en médicaments, et plus généralement pour les applications biomédicales et l’ingénierie tissulaire. Parmi eux, certains peuvent être obtenus à partir des biomasses marocaines abondantes qui sont pour l’instant peu valorisées. Ce projet vise d’une part à utiliser la biomasse marocaine pour générer ces biopolymères et d’autre part à utiliser ceux-ci pour le développement d’agents injectables pour les thérapies minimalement invasives guidées par imagerie.

Objectif et programme de travail

Nous développerons ou adapterons les protocoles pour obtenir des biopolymères à partir de la biomasse marocaine et nous formerons des hydrogels intelligents, gélifiants à température et pH physiologiques, pour applications biomédicales. En particulier, nous formulerons des biohydrogels embolisants radio-opaques, chargés ou non en médicaments, et étudierons leur potentiel pour bloquer les flux sanguins indésirables et traiter certains cancers. Les propriétés physicochimiques, rhéologiques et mécaniques des hydrogels seront analysées. L’injectabilité à travers des cathéters, la pénétrabilité et les propriétés d’occlusion seront évaluées. Une étude préliminaire de la biocompatibilité, de la libération des médicaments et de leur effet sur un modèle tumoral in vitro sera réalisée. Enfin, une démonstration radiologique in vivo évaluera la faisabilité de l’injection, la radiopacité et l’efficacité d’occlusion dans un modèle artériel porcin.