Xavier Boyer
Un gel qui blend à la fois rigidité et ténacité est un pas en avant dans la tentative de créer des implants biodégradables pour les lésions articulaires, selon une nouvelle recherche de l’UBC.
Imitation du cartilage articulaire, trouvé dans nos articulations du genou et de la hanche, est un défi. Ce cartilage est essentiel pour lisser le mouvement des articulations, et des dommages peuvent causer de la douleur, réduire la fonction et entraîner de l’arthrite. Une resolution potentielle consiste à implanter des échafaudages artificiels constitués de protéines qui aident le cartilage à se régénérer au fur et à mesure que l’échafaudage se biodégrade. La façon dont le cartilage se régénère est liée à la capacité d’un échafaudage à imiter les propriétés biologiques du cartilage, et à ce jour, les chercheurs ont eu du mal à combiner les propriétés apparemment incompatibles de rigidité et de ténacité.
Maintenant, de nouvelles recherches menées par des scientifiques canadiens et chinois publiées aujourd’hui dans Mother nature décrivent une méthode pour marier ces propriétés dans un gel biodégradable. “Le cartilage est délicat”, explique l’auteur principal, le Dr Hongbin Li, professeur au département de chimie de l’UBC. “La réparation du cartilage articulaire représente un défi médical significant motor vehicle naturellement, il ne se répare pas tout seul.
Les implants de cartilage biodégradables doivent trouver un équilibre délicat dans la mesure où ils doivent être à la fois rigides et résistants, comme le vrai cartilage. Mécaniquement, quand quelque selected est rigide, il résiste à la flexion ou à la déformation, mais cela signifie généralement qu’il est cassant – lorsque vous le pliez, il se brise, comme du verre. Lorsque quelque chose est dur, il résiste à la rupture, même lorsque vous le pliez, mais il peut être trop mou pour être utile dans une articulation, comme de la gelée, ou même simplement additionally mou que le cartilage réel. C’est le cas des implants actuels fabriqués à partir de protéines, ce qui crée un décalage entre ce dont les cellules ont besoin et ce qui est fourni, explique le Dr Li. Cela conduit à ce que le cartilage ne se répare pas aussi bien qu’il le pourrait.
Dans l’étude, le Dr Li et son équipe ont développé une nouvelle approche pour rigidifier un gel de protéines sans sacrifier la ténacité, en enchevêtrant physiquement les chaînes d’une protéine particulière qui constituait le réseau du gel. “Ces chaînes enchevêtrées peuvent bouger, ce qui permet de dissiper l’énergie, par exemple, l’impact du saut, tout comme les amortisseurs des vélos. De furthermore, nous avons combiné cela avec une méthode existante de pliage et de dépliage des protéines, qui permet également de dissipation d’énergie », explique le leading auteur, le Dr Linglan Fu, qui a mené la recherche en tant qu’étudiant au doctorat au département de chimie de l’UBC.
Le gel résultant était tremendous résistant, able de résister au tranchage avec un scalpel et était as well as rigide que les autres hydrogels protéiques. Sa capacité à résister à la compression était parmi les in addition élevées atteintes par de tels gels et se comparait favorablement au cartilage articulaire réel. Et le gel a pu retrouver rapidement sa forme d’origine après compression, comme le fait le vrai cartilage après avoir sauté.
Les lapins implantés avec le gel ont montré des signes notables de réparation du cartilage articulaire 12 semaines après l’implantation, sans hydrogel restant et sans rejet de l’implant par le système immunitaire des animaux. Les chercheurs ont observé une croissance du tissu osseux similaire au tissu existant et un tissu régénéré à proximité du cartilage existant pour le groupe d’implants en gel – de bien meilleurs résultats que ceux observés avec un groupe témoin.
Fait intéressant, une variation as well as rigide du gel a donné de meilleurs résultats qu’une edition additionally douce, probablement en raison de la rigidité additionally élevée étant plus compatible avec les tissus osseux et cartilagineux, et fournissant ainsi un signal physique au corps pour une régénération efficace. Cependant, il peut y avoir une selected telle que trop rigide : le gel le in addition rigide ne fonctionnait pas aussi bien, probablement en raison de sa dégradation plus lente dans le corps, ont déclaré les chercheurs. “Cela montre à quel level ce domaine de recherche est complexe et la nécessité de prendre en compte les nombreux signaux et facteurs physiques et biochimiques différents lors de la conception de ces échafaudages”, déclare le co-auteur, le Dr Qing Jiang, professeur et chirurgien à l’Université de Nanjing..
D’autres exams sur les animaux sont nécessaires et la recherche est encore prématurée pour les essais sur l’homme. Les prochaines étapes des chercheurs comprennent ces assessments, le réglage fin de la composition actuelle du gel et l’ajout d’indices biochimiques supplémentaires pour favoriser davantage la régénération cellulaire. “En optimisant à la fois les signaux biochimiques et biomécaniques, nous verrons à l’avenir si ces nouveaux échafaudages peuvent conduire à des résultats encore meilleurs”, déclare le Dr Li.
