3D PRINTING OF MULTIFUNCTIONAL CHITOSAN-BASED HYDROGELS AND NANOCOMPOSITES

La capacité de produire des micro- ou nanostructures complexes dans des matériaux mous est importante pour diverses applications telles que l'ingénierie tissulaire, les capteurs, l'administration de médicaments et les dispositifs médicaux. Dans les tissus vivants, les micro-environnements peuvent affecter l'alignement et l'organisation des cellules, conduisant à la complexité structurelle et fonctionnelle des tissus natifs. Les hydrogels d'origine naturelle sont une classe de matières molles qui sont exceptionnellement attrayantes pour les applications biomédicales, car ils simulent l'environnement aqueux des matrices extracellulaires. Cependant, des structures d’hydrogel d’origine naturelle contrôlées avec précision sont difficiles à obtenir par la plupart des méthodes de fabrication classiques, et même avec la fabrication additive. Malgré les progrès récents dans le domaine de la fabrication additive, des défis importants persistent pour fabriquer des hydrogels avec des structures ordonnées et des propriétés mécaniques et biologiques adéquates pour imiter les tissus natifs.

En outre, les déchets électroniques et la pollution environnementale constituent un problème sérieux en raison de la demande constante d'appareils électroniques plus récents et plus puissants. De nombreux polymères et composants toxiques non biodégradables sont présents dans l'électronique traditionnelle (tels que les condensateurs et les circuits intégrés), et des solvants toxiques (tels que l'isopropanol, l'acétone et le trichloréthylène) sont parfois utilisés dans leur fabrication. Avec l'importance croissante du développement durable, il est de la plus haute priorité pour les entreprises de l'industrie électronique de développer et de fabriquer une électronique respectueuse de l'environnement. Les nano-composites à base de polymères naturels sont d'excellents candidats pour développer la nouvelle génération d'électronique responsable grâce à leur légèreté, durabilité et leur bas coûts. Ainsi, dans ce travail, nous développons un procédé d'impression 3D pour fabriquer des microstructures complexes de polymère naturel, le chitosane,(CS) et de ses nanocomposites.

Ce travail propose des encres à base de CS qui peuvent être fabriquées par impression 3D à température ambiante. La configuration de l'impression 3D est composée d'une étape de translation contrôlée par ordinateur et d'une plate-forme de positionnement à trois axes. L'encre est chargée dans une seringue, qui peut être extrudée à travers une microbuse. Les filaments d'encre sont déposés sur la plaque pour former une structure couche par couche, où elle subit la solidification du filament par évaporation du solvant aqueux.