Présentation

Article

1 - LA SOIE COMME BIOMATÉRIAU

2 - MODIFICATIONS CHIMIQUES DE LA FIBROÏNE DE SOIE

3 - NANOFIBRES DE SOIE

4 - DIFFÉRENTES FORMES DE MATRICES DE SOIE UTILISÉES DANS LES APPLICATIONS BIOMÉDICALES

  • 4.1 - Films
  • 4.2 - Hydrogels
  • 4.3 - Éponges
  • 4.4 - Sphères et capsules

5 - APPLICATIONS BIOMÉDICALES DES FIBRES DE SOIE MODIFIÉES

6 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : RE218 v1

Modifications chimiques de la fibroïne de soie
Biomatériaux à base de nanofibres de soie pour des applications biomédicales

Auteur(s) : Guillaume VIDAL, Tony DINIS, Christophe EGLES

Date de publication : 10 avr. 2013

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Les protéines de soie appartiennent à la classe des protéines de haut poids moléculaire utilisées dans les domaines des biomatériaux et de la médecine régénérative. Ces protéines se caractérisent par d’excellentes propriétés mécaniques, elles sont biocompatibles et biodégradables. Ces propriétés attractives peuvent de plus être améliorées par diverses modifications chimiques, qui permettent ainsi l’attachement de facteurs de croissance, domaine d’adhésion cellulaire ou d’autres molécules d’intérêt, à la soie. Associées à la technique d’électrospinning, qui permet de produire des nanofibres, les propriétés des protéines de soie peuvent mener à de nombreuses applications dans le domaine biomédical.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Silk nanofibers-based biomaterials for biomedical applications

Silk proteins belong to a class of unique, high molecular weight proteins that have found widespread use in biomaterials and regenerative medicine. These protein characteristics are robust mechanical properties, biocompatibility and biodegradability, which can be enhanced with a variety of chemical modifications. These modifications provide tools for the attachment of growth factors, cell binding domains and other molecules of interest to silk. Coupled to the electrospinning technique, allowing producing silk nanofibers, these useful properties of silk leads to a wide range of biomedical applications attainable.

Auteur(s)

  • Guillaume VIDAL : Docteur en biologie - Chercheur contractuel au laboratoire de biomécanique et bioingénierie (UMR 7338), Université de technologie de Compiègne

  • Tony DINIS : Ingénieur, doctorant au laboratoire de biomécanique et bioingénierie (UMR 7338), Université de technologie de Compiègne et au Biomedical Engineering department, Tufts University, MA, USA

  • Christophe EGLES : Colecteur - Docteur en neurobiologie, laboratoire de biomécanique et bioingénierie (UMR 7338) - Professeur à l'Université de technologie de Compiègne, Visiting Professor, Tufts University, School of Dental Medicine, USA

INTRODUCTION

Les protéines de soie, comme la fibroïne, sont des protéines naturelles extraites des cocons du ver à soie, cocons qui sont cultivés et utilisés depuis plusieurs centaines d'années pour la fabrication du textile de soie. La production mondiale de ces cocons est de l'ordre de 400 000 tonnes par an, essentiellement destinée à l'industrie textile et, depuis quelques années, aux applications biomédicales.

En effet, cette soie peut générer de nouvelles matières innovantes qui pourraient, à l'instar du collagène, être utilisée dans le milieu biomédical. C'est pourquoi, depuis ces vingt dernières années, de nombreuses équipes de recherche s'intéressent de près à ces protéines qui sont essentiellement constituées de biopolymères. Par ailleurs, elles fournissent des propriétés mécaniques intéressantes et présentent une absence totale de toxicité. Aussi, cette soie peut être facilement biofonctionnalisée par le biais de modifications chimiques qui permettent alors d'obtenir de nouvelles propriétés physico-chimiques. Couplées à la variété de structures possibles (gel, capsules, films et fibres), ces modulations de la chimie de la protéine élargissent encore les possibilités d'applications des biomatériaux à base de soie.

Le choix des caractéristiques physico-chimiques du biomatériau sera donc fonction de son application. Les nanofibres de protéines de soie permettent, elles, de créer de nouvelles matrices pour l'ingénierie tissulaire ou de nouveaux types de vecteurs pour la libération de médicaments-molécules actifs.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-re218

CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :

Accueil Ressources documentaires Biomédical - Pharma Technologies pour la santé Biomatériaux Biomatériaux à base de nanofibres de soie pour des applications biomédicales Modifications chimiques de la fibroïne de soie

Accueil Ressources documentaires Matériaux Matériaux fonctionnels - Matériaux biosourcés Matériaux biosourcés Biomatériaux à base de nanofibres de soie pour des applications biomédicales Modifications chimiques de la fibroïne de soie

Accueil Ressources documentaires Innovation Nanosciences et nanotechnologies Nanotechnologies pour l'énergie, l'environnement et la santé Biomatériaux à base de nanofibres de soie pour des applications biomédicales Modifications chimiques de la fibroïne de soie

Accueil Ressources documentaires Sciences fondamentales Nanosciences et nanotechnologies Nanotechnologies pour l'énergie, l'environnement et la santé Biomatériaux à base de nanofibres de soie pour des applications biomédicales Modifications chimiques de la fibroïne de soie

Accueil Ressources documentaires Matériaux Matériaux fonctionnels - Matériaux biosourcés Matériaux pour la santé et l'agroalimentaire Biomatériaux à base de nanofibres de soie pour des applications biomédicales Modifications chimiques de la fibroïne de soie

Accueil Ressources documentaires Biomédical - Pharma Technologies pour la santé Nanotechnologies et biotechnologies pour la santé Biomatériaux à base de nanofibres de soie pour des applications biomédicales Modifications chimiques de la fibroïne de soie


Cet article fait partie de l’offre

Éco-conception et innovation responsable

(139 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation

2. Modifications chimiques de la fibroïne de soie

La chimie de surface d'un biomatériau peut influencer un grand nombre de réponses cellulaires allant de la modification de la surface d'adhésion à l'activation de voies de signalisation biochimiques régulant la prolifération, la différenciation ou la survie. Par exemple, le degré d'hydrophobicité-hydrophilicité d'une surface peut moduler l'adhésion et la prolifération cellulaires, réguler l'expression d'intégrines, influencer l'adsorption de protéines de la matrice extracellulaire. La possibilité de modifier la chimie de surface d'un biomatériau peut donc permettre de fabriquer un tissu synthétique possédant des propriétés physico-chimiques très proches de celles du tissu originel.

2.1 Réactions de couplage

HAUT DE PAGE

2.1.1 Chlorure de cyanogène

Les molécules portant des groupes fonctionnels amines ou hydroxyles sont tout d'abord couplées au chlorure de cyanogène. Par la suite, elles réagissent avec les tyrosines de la fibroïne en milieu aqueux à pH basique pour former des soies modifiées. Cette méthode est parfaitement compatible avec la soie. En effet, celle-ci est stable au pH basique et de nombreux résidus tyrosine sont de plus disponibles pour cette réaction (5,3 %, soit environ 277 AA). La lysine peut également participer à la réaction, bien que cet AA soit présent en très petite quantité (0,3 % soit environ 12 résidus).

Avec cette méthode, il est possible de greffer environ 210 molécules de polyéthylène glycol (PEG : MW 10 000 Da) à chaque molécule de soie, ce qui correspond à 75 % des tyrosines présentes . L'addition de molécules de PEG favorise la formation de feuillets β et augmente ainsi l'hydrophilie, l'angle de contact de l'eau à la surface de la fibroïne passant alors de 47o...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Éco-conception et innovation responsable

(139 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Modifications chimiques de la fibroïne de soie
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - ROBSON (R.M.) -   Silk composition, structure and properties.  -  Hand book of fibre Science and Technology (1985).

  • (2) - MITA (K.) et al -   Highly repetitive structure and its organization of the silk fibroin gene.  -  J. Mol. Evol. (1994).

  • (3) - SASHINA (E.S.) et al -   Structure and solubility of natural Silk fibroin.  -  Russian Journal of applied chemistry (2006).

  • (4) - GULRAJANI (M.L.) -   Degumming of silk in : Silk dyeing printing and finishing.  -  India Institute of Technology, Hauz Khas, New Delhi (1988).

  • (5) - ALTMAN (G.H.) -   Macrophage responses to silk.  -  Biomaterials (2003).

  • (6) - WANG (Y.) -   In vivo degradation of three-dimensional silk fibroin scaffolds.  -  Biomaterials (2008).

  • ...

ANNEXES

  1. 1 Brevets

    1 Brevets

    Patent application number : 20100196447

    Patent application title : SILK BIOMATERIALS AND METHODS OF USE THEREOF

    HAUT DE PAGE

    Cet article est réservé aux abonnés.
    Il vous reste 95% à découvrir.

    Pour explorer cet article
    Téléchargez l'extrait gratuit

    Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


    L'expertise technique et scientifique de référence

    La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
    + de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
    De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

    Cet article fait partie de l’offre

    Éco-conception et innovation responsable

    (139 articles en ce moment)

    Cette offre vous donne accès à :

    Une base complète d’articles

    Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

    Des services

    Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

    Un Parcours Pratique

    Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

    Doc & Quiz

    Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

    ABONNEZ-VOUS