Une équipe de chercheurs de l’université de Waterloo a mis au point un nouveau matériau qui présente de nombreuses caractéristiques similaires à celles du tissu osseux. Son utilisation dans les imprimantes 3D constitue une option de traitement nouvelle pour les patients qui subissent des réparations squelettiques majeures et une chirurgie reconstructive.
Dans ces cas, la reconstruction chirurgicale fait actuellement appel à des implants métalliques et à des dons d’os. Les chirurgiens demandent aux banques de tissus une taille et un type spécifiques pour qu’ils correspondent le mieux possible à l’anatomie de leur patient, mais l’adaptation est rarement parfaite. Le corps du receveur peut également rejeter l’os donné.
Pour résoudre ces problèmes, ce nouveau matériau nanocomposite biopolymère peut être imprimé en 3D pour former un greffon osseux personnalisé, conçu pour répondre aux besoins uniques du patient. Il peut également éliminer le besoin de plaques métalliques, réduire le risque d’infection et augmenter les chances que le corps du patient accepte la greffe avec succès.
« Nous avons créé un matériau solide, imprimable en 3D et compatible avec le potentiel de devenir un nouveau tissu osseux », explique le chercheur principal, le Dr Thomas Willett, professeur au département d’ingénierie de la conception des systèmes et directeur du nouveau programme d’études supérieures en ingénierie biomédicale.
Composition et comportement biologique étudié
Le matériau combine des nanoparticules qui imitent la composition des minéraux osseux et contribuent à son renforcement. À terme, l’équipe espère que les cellules osseuses se développeront et remplaceront le nanocomposite biopolymère par de l’os neuf. Le corps excrétera ensuite le nanocomposite biopolymère.
« L’objectif est que ce matériau réduise la nécessité pour les patients de subir des opérations répétées après avoir subi une chirurgie de reconstruction osseuse », explique Elizabeth Diederichs, doctorante à Waterloo.
« Tout matériau implanté dans l’organisme suscite une réaction », a déclaré le Dr Maud Gorbet. « Nos tests montrent que la réponse biologique des cellules osseuses à notre nanocomposite biopolymère est plus performante que les méthodes traditionnelles. Elles adhèrent, prolifèrent et conservent leur comportement, ce qui est très intéressant. »
Les prochaines étapes avant l’utilisation clinique
Les chercheurs recherchent des financements pour des essais supplémentaires et des autorisations réglementaires afin de développer la technologie en vue d’une utilisation clinique.
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