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3D bioprinting is an emerging field of tissue engineering, that aims at faithfully reproducing the complex microarchitecture of tissues and organs. Despite a wide range of biomaterials used in bioink formulation, it is essential to find an alternative to the natural and synthetic biomaterials conventionally used, mimicking extracellular matrix and presenting printing capabilities jointly.The present work demonstrated for the first time, the ability of the bioinspired nucleolipid molecule diC16dT to formulate an extrusion bioprinting ink. The ink formulated in cell culture medium showed rheological properties allowing its continuous printability. It was also possible to incorporate gingival fibroblasts while maintaining the cell viability within bioconstructions. This ink also offered several adaptation possibilities, especially in terms of diC16dT concentration and cell culture medium to meet other cellular types requirements. Finally, the preliminary work showed the feasibility of the incorporation of liposomes into the ink formulation without affecting its printing capabilities. Thus, it would possible to further consider the delivery of active substances or nutrients within the bioconstructions. This application has to the best of our knowledge not been developed yet for liposomes., La bioimpression 3D est une branche de l’ingénierie tissulaire actuellement en plein essor, cherchant à reproduire avec fidélité la microarchitecture complexe de tissus et organes. Malgré un large éventail de biomatériaux utilisés dans la formulation de bioencres, il s’avère essentiel de trouver une alternative aux biomatériaux naturels et synthétiques classiquement utilisés, permettant de mimer la matrice extracellulaire et de présenter des capacités d’impression de façon conjointe.Le présent travail met en avant, pour la première fois, les capacités de la molécule bioinspirée de type nucléolipide diC16dT à permettre la formulation d’une encre de bioimpression par extrusion. L’encre, formulée dans du milieu de culture cellulaire présentait des propriétés rhéologiques lui permettant d’être imprimée de façon continue. Il a également été possible d’y incorporer des fibroblastes gingivaux tout en maintenant leur viabilité cellulaire au sein des bioconstructions. Cette encre offre également plusieurs possibilités d’adaptation, notamment en terme de concentration en diC16dT et de milieux de culture en vue de répondre aux exigences d’autres types cellulaires. Enfin, des travaux préliminaires ont permis l’incorporation de liposomes dans la formulation de l’encre sans affecter ses capacités d’impression. Ceci permettra d’envisager la délivrance de substances actives ou d’éléments nutritifs au sein des bioimpressions, fonctionnalité des liposomes qui, à notre connaissance n’avait jamais été mise en valeur auparavant.

Ausgangspunkt dieser vorliegenden Arbeit waren bisherige Untersuchungen unseres Arbeitskreises zum Memb-ranverankerungsverhalten (Phospholipidmembranen, LUV) von Nukleosiden und Oligonukleotiden, welche einen lipophilen Anker an der 5-Position der Pyrimidin- oder an der 8-Position der Purinbase tragen. Diese Nukleolipide ankern gut in der Membran, stehen aber nicht mehr für eine Watson-Crick-Basenpaarung an der Phasengrenzfläche zu Verfügung. Demnach wurde durch die Verwendung unterschiedlicher Reaktionen (Veresterung, Thioetherbildung, Carbamoylverknüpfung oder „Clickreaktion“ zu Triazolen) und verschiedener funktioneller Gruppen (Hydroxy, Thiohydroxy, Azid, Amin) an die 2´-Position der Nukleoside eine Reihe von lipophilen Resten (Alkylketten, Cholesterol, Pyren) eingeführt. Diese Konjugate verankerten ebenfalls gut in den Membranen und es zeigten sich erste Hinweise, dass durch die Einführung eines Spacers zwischen dem Nukleosid und dem lipophilen Anker, eine Basenpaarung an der Phasengrenzfläche möglich ist. Weiterhin zeigte es sich, dass Nukleolipide mit nur einem lipophilen Rest nicht stabil in Membranen verankern, vor allem, wenn dieser nicht verzweigt ist. Bei der Anwendung von Oligonukleotiden zum Ankern in Membranen ist es unbedeu-tend, an welcher Stelle der lipophile Rest am Nukleotid vorkommt, denn zum einen geht das entsprechende Nukleolipid selbst keine Basenpaarung ein und zum anderen erfolgt keine Basenpaarung über dieses hinweg. Für biotechnologische Anwendungen konnte mit Hilfe dieser synthetisierten lipophilen Oligonukleotide gezeigt werden, dass zwei vesikelmembranverankerte Oligonukleotide, welche komplementäre Enden tragen, eine Doppelhelix miteinander bilden und so diese beiden Vesikel auf einen definierten Abstand halten können. Da Nukleolipide einen amphiphilen Charakter aufweisen, sollte unter dem AFM untersucht werden, ob diese supramolekulare Strukturen zeigen. Dies wurde in der Tat auch beobachtet. Ebenso konnten mittels der LB-Technik LB-Schichten aus Nukleolipiden dargestellt werden. The starting point of this work was found in our previous studies about anchoring behaviour of lipidated nucleo-sides and oligonucleotides in biocompatible phospholipid membranes (LUV). That nucleosides and oligonucleotides bear a lipophilic anchor at the 5-position of pyrimidine or at the 8-position of purinbases. This nucleolipi-des anchor well in such membranes, but were not longer available for a Watson-Crick base pairing at the interface to water. Therefore lipophilic groups (alkyl chain, cholesterol, Pyren etc.) were now connected to the 2''-position of nucleosides by several reactions (esterification, thioether binding, carbamoyl binding or "click reaction") and various functional groups (hydroxy, thiohydroxy, azide, amine) to the 2´-position of nucleosides. These nucleolipides also well anchored in the model membranes, and gave first evidence that by introducing a spacer between the nucleoside and the lipophilic anchor a base pairing at the interface to water is possible. However, only one anchor is not sufficient for a stable anchoring in the phospholipid membranes, especially if they are not branched. It was found out that it is insignifacant for the application of oligonucleotides in membrane anchoring, at which position of nucleotide the lipid is attached, because on the one hand, the corresponding nucleolipid can not form a pair with a corresponding nucleobase and secondly, there is no base pairing in the nucleotides situated between two lipidated positions. For biotechnology applications it might be interesting that two different vesicles each of it furnushed with a complementary lipidated oligonucleotide could be kept together in a defined distance by forming double strand DNA. Since nucleolipide possess amphiphilic character, there abillity to form supramolecular structures was investigated by atomic force microscope (AFM). In addition formation of LB-layers could be achieved by LB-technology.

3D bioprinting is an emerging field of tissue engineering, that aims at faithfully reproducing the complex microarchitecture of tissues and organs. Despite a wide range of biomaterials used in bioink formulation, it is essential to find an alternative to the natural and synthetic biomaterials conventionally used, mimicking extracellular matrix and presenting printing capabilities jointly.The present work demonstrated for the first time, the ability of the bioinspired nucleolipid molecule diC16dT to formulate an extrusion bioprinting ink. The ink formulated in cell culture medium showed rheological properties allowing its continuous printability. It was also possible to incorporate gingival fibroblasts while maintaining the cell viability within bioconstructions. This ink also offered several adaptation possibilities, especially in terms of diC16dT concentration and cell culture medium to meet other cellular types requirements. Finally, the preliminary work showed the feasibility of the incorporation of liposomes into the ink formulation without affecting its printing capabilities. Thus, it would possible to further consider the delivery of active substances or nutrients within the bioconstructions. This application has to the best of our knowledge not been developed yet for liposomes., La bioimpression 3D est une branche de l’ingénierie tissulaire actuellement en plein essor, cherchant à reproduire avec fidélité la microarchitecture complexe de tissus et organes. Malgré un large éventail de biomatériaux utilisés dans la formulation de bioencres, il s’avère essentiel de trouver une alternative aux biomatériaux naturels et synthétiques classiquement utilisés, permettant de mimer la matrice extracellulaire et de présenter des capacités d’impression de façon conjointe.Le présent travail met en avant, pour la première fois, les capacités de la molécule bioinspirée de type nucléolipide diC16dT à permettre la formulation d’une encre de bioimpression par extrusion. L’encre, formulée dans du milieu de culture cellulaire présentait des propriétés rhéologiques lui permettant d’être imprimée de façon continue. Il a également été possible d’y incorporer des fibroblastes gingivaux tout en maintenant leur viabilité cellulaire au sein des bioconstructions. Cette encre offre également plusieurs possibilités d’adaptation, notamment en terme de concentration en diC16dT et de milieux de culture en vue de répondre aux exigences d’autres types cellulaires. Enfin, des travaux préliminaires ont permis l’incorporation de liposomes dans la formulation de l’encre sans affecter ses capacités d’impression. Ceci permettra d’envisager la délivrance de substances actives ou d’éléments nutritifs au sein des bioimpressions, fonctionnalité des liposomes qui, à notre connaissance n’avait jamais été mise en valeur auparavant.