MICROSTRUCTURATION 3D ET BIOIMPRESSION

Les technologies de fabrication additive (aussi appelees Impression 3D) constituent un nouveau paradigme pour la fabrication de microsystemes integres. En effet, la possibilite de concevoir et d’imprimer des objets tridimensionnels, selon un schema de fabrication directe et adaptee au prototypage rapide, a le potentiel de transformer les methodes actuelles de production dans le domaine de la recherche et de l’industrie. Les domaines d’applications sont tres vastes et multi-echelles : ils couvrent aussi bien les secteurs du bâtiment, de l’aeronautique, du biomedical (implants dentaires, protheses, …) que la joaillerie. Malgre leur potentiel, les methodes d’impression utilisees a l’heure actuelles restent limitees par certains verrous technologiques lies notamment a la resolution (la limite des 50 µm reste difficile a franchir) et a la capacite de realiser des impressions multimateriaux pour fabriquer des composants 3D heterogenes integrant par exemple des fonctionnalites electriques ou optiques. Ces contraintes sont particulierement importantes dans les domaines de la microelectronique, de l’optique integree, de la microfluidique, des dispositifs medicaux de detection, de l’ingenierie des tissus pour lesquelles les methodes actuelles, bien qu’offrant une resolution nanometrique, restent incapables de structurer la matiere dans la troisieme dimension. Dans ces applications, la mise au point de methodes et de procedes d’integration et de structuration 3D de materiaux fonctionnels a des dimensions micrometriques est essentiel pour poursuivre les developpements de R&D tant au niveau academique qu’au niveau industriel. Parmi les nombreuses approches existantes dans le domaine de l’impression 3D, la stereolithographie (basee sur un principe de photo-polymerisation assistee par laser) constitue une des techniques les plus prometteuses pour combler les limitations actuelles en termes de resolution. En effet, outre des ameliorations logicielles importantes, la majorite des systemes de stereolithographie utilises a l’heure actuelles restent limites par leur faible resolution planaire (la limite des 50 µm reste difficile a franchir) et une incapacite a realiser des impressions multi-materiaux. C’est dans l’optique de lever ces verrous technologiques que la plateforme MultiFAB (partie integrante du reseau RENATECH), financee par la region sur des fonds FEDER, a ete cree. La premiere partie de cet expose sera dedie a la microstructuration 3D au travers d’exemples d’applications (microsystemes, structures microfluidiques, supports de culture)1,2 realisees avec un equipement DILASE 3D (Fig. 1 et 2), constituant l’etat de l’art en terme de resolution (resolution fixe en x, y et z de 5 µm). Une seconde partie traitera du developpement de microenvironnements 3D de culture bio-inspires reproduisant de facon controlee les specificites de l’environnement naturel des cellules essentiel en biologie et en medecine. Dans ce contexte, le prototype de bioimprimante « LAMP » sera presente. Ce dernier, brevete par le CNRS, permet d’atteindre une resolution de 30 µm. Il est egalement possible d’imprimer differents materiaux integres dans une meme structure. Cet equipement a ete specialement developpe pour permettre l’impression de materiaux hydrogels et de cellules vivantes dans le but de generer des modeles de microenvironnement de culture et de tissus.