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De nouveaux échafaudages pour les implants

De nos jours, les approches médicales régénératives après blessure offrent une récupération rapide et permanente. Pour y contribuer, une étude européenne a conçu de nouveaux échafaudages d'implants avec fabrication de surface bioactive pour une différenciation vasculaire et osseuse.
De nouveaux échafaudages pour les implants
Au cours des dernières années, le besoin d'implants orthopédiques a fortement augmenté étant donné l'augmentation de la population européenne plus âgée et le nombre d'accidents. Les implants ont la capacité de traiter les os blessés plus rapidement et avec une meilleure récupération, diminuant de la sorte les coûts opérationnels et d'hospitalisation.

Les implants de la nouvelle génération se composent d'échafaudages tridimensionnels (3D) qui supportent la croissance et la différenciation des cellules souches. Le microenvironnement ou la niche représentés par le substrat d'implant requiert une considération et un design soigneux.

La portée du projet PLASMANANOSMART (Plasma- and electron beam-assisted nanofabrication of two-dimensional (2D) substrates and three-dimensional (3D) scaffolds with artificial cell-instructive niches for vascular and bone implants), financé par l'UE, était de développer des substrats 2D fonctionnels ou des échafaudages 3D pour implants cardiovasculaires et osseux. À cette fin, ils ont utilisé des technologies de nano-fabrication sophistiquées pour générer des niches instructives pour les cellules artificielles permettant la différenciation des cellules souches vers les lignées vasculaires ou ostéogéniques.

Les chercheurs ont testé de nouveaux matériaux et optimisé la structure de leur surface qui était enduite d'alliages de métal et d'hydroxyapatite (HA). Le film HA pouvait être adapté en termes de morphologie, de stœchiométrie et d'épaisseur et permettait une adhésion des cellules efficace. En outre, les scientifiques ont préparé un bio-composite multifonctionnel basé sur un revêtement HA et des nanoparticules argentées avec des propriétés antibactériennes.

Compte tenu de l'importance des propriétés de surface des implants médicaux dans l'adhésion des cellules, la prolifération et la différentiation, le consortium a étudié divers paramètres des échafaudages polymères. Avec une multitude de méthodologies, ils ont déterminé la structure, la porosité et la distribution des nanoparticules des échafaudages polymères. La biodégradation et la résistance à la corrosion des échafaudages ont également été étudiées. À l'aide de rayons X, les chercheurs ont conclu que les polymères enrichis aux particules inorganiques proposaient des propriétés mécaniques et biologiques améliorées.

Collectivement, les polymères générés pendant le projet PLASMANANOSMART ont le potentiel pour être intégrés avec succès dans la pratique orthopédique et sur le marché. L'approche de bio-ingénierie innovante garantit l'assistance à long terme des tissus implantés, réduisant de la sorte la charge socio-économique des interventions chirurgicales répétées.

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Mots-clés

Échafaudages, implants, cellules souches, ostéogénique, vasculaire, hydroxyapatite, nanoparticules