Des chercheurs ont mis au point un nouveau matériau composite (hydroxyapatite et polymère) pouvant être facilement imprimé en 3D pour former des substituts osseux élastiques et malléables au bloc opératoire. Implanté, cet « os hyperélastique » s’ossifie rapidement pour réparer des lésions osseuses variées chez le rat et le singe.
Des propriétés uniques
« Ce nouveau biomatériau synthétique ostéorégénérateur, que nous avons appelé "os hyperélastique" (en anglais, hyperelastic bone ou HB), surmonte les contraintes techniques, chirurgicales, et de production qui sont associées aux matériaux actuels des greffons osseux », précise l’équipe du Dr Ramille Shah (Northwestern University, Chicago) dans une étude publiée dans la revue « Science Translational Medicine ».
Ce biomatériau « pourrait révolutionner les stratégies cliniques actuellement utilisées pour traiter les défauts tissulaires difficiles, en raison de ses propriétés uniques, mais aussi parce que ses composants sont peu coûteux et déjà approuvés par la FDA, et qu’il peut être rapidement imprimé à la demande, à température ambiante, pour créer des implants fonctionnels complexes aussi bien larges que petits », poursuit le Dr Shah.
Les greffons osseux qui sont en développement ou utilisés en clinique sont imparfaits, pour une raison ou une autre : ils sont trop fragiles pour être adaptés et modifiés par les chirurgiens ; leur production est trop coûteuse ou difficile ; ou bien ils posent un risque d’inflammation ou de rejet.
Une mandibule créée en 3 heures
En utilisant l’hydroxyapatite (constituant majeur de l’os et de la dent) et le polymère biodégradable PCL (polycaprolactone) ou PLGA (poly-lactic-co-glycolic acid), deux matériaux utilisés en clinique, Jakus, Shah et coll. ont mis au point un nouveau biomatériau composite (90 % d’hydroxyapatite et 10 % de PCL ou PLGA) qui peut être imprimé en 3D pour former n’importe quelle structure complexe, en masse ou sur demande. Une mandibule peut ainsi être créée en 3 heures et des structures complexes peuvent être élaborées, tel un manchon pour stabiliser une fracture d’os long. Le biomatériau est en outre auto-adhésif.
Le biomatériau imprimé est élastique et solide, et il peut être coupé, plié, et suturé selon le besoin au bloc opératoire. Lorsqu’il est implanté chez des animaux, cet « os hyperélastique » s’intègre rapidement au tissu environnant et sa porosité permet la nouvelle formation d’os dans un modèle de fusion vertébrale chez le rat (8 semaines) ou pour réparer une faiblesse de la calotte crânienne chez le singe (4 semaines), sans réaction immune ou signe d’infection.
Science Translational Medicine, Jakus et coll., septembre 2016
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