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Des hydrogels hybrides à base d'alginate pour régénérer les os

Au-delà d'une certaine limite, les lésions osseuses ne peuvent se soigner d'elles-mêmes et leur réparation, ainsi que la récupération, doivent être stimulées grâce à une assistance médicale. On utilise pour cela un biomatériau qui soit le moins invasif possible, capable de stimuler la guérison et biodégradable une fois l'action terminée.
Des hydrogels hybrides à base d'alginate pour régénérer les os
Le projet financé par l'UE intitulé PEPTIDE OSTEOGEL avait pour objectif de répondre à ce besoin en mettant au point un hydrogel 3D à l'alginate sans cellule, présentant la bioactivité et les propriétés mécaniques recherchées. Le produit final devrait accélérer la régénération osseuse sans avoir d'effet secondaire toxique.

Les membres du projet ont atteint leurs objectifs. Les chercheurs ont commencé à concevoir l'hydrogel de base. Une séquence de peptide a été synthétisée de façon à s'assembler seule et constituer la structure à feuillet bêta couramment rencontrée dans les protéines biologiques. Elle a ensuite été perfectionnée pour améliorer l'adhérence cellulaire. Les résultats ont été validés au microscope électronique et par spectroscopie.

Pour optimiser les propriétés mécaniques, différentes compositions de gel à rigidité et niveaux de calcium variables ont été testées sur des cellules souches humaines afin d'en évaluer la viabilité et l'efficacité. La bioactivité a été optimisée en testant l'effet des distances modifiées entre des séquences de peptide spécifiques en changeant les acides aminés du peptide.

La fragilité des hydrogels de peptide auto-assemblés, même sous faible contrainte, est un problème clé qui limite leur application clinique. Les scientifiques sont parvenus à renforcer leurs hydrogels à feuillets bêta en entrecroisant des biopolymères avec des séquences de peptide à auto-assemblage. Ces hydrogels hybrides ont en outre la capacité d'être biodégradables une fois qu'ils ont terminé de stimuler la réparation osseuse.

L'hydrogel à l'alginate peut encore être optimisé en augmentant sa bioactivité et en modifiant ses propriétés mécaniques. Les travaux du projet ont conduit à un hydrogel présentant un important potentiel pour la recherche sur la régénération osseuse et la médecine. Les équipes de recherche peuvent aujourd'hui examiner les effets covalents et non covalents de l'entrecroisement dans les hydrogels.

Ces excellents résultats pourraient placer l'UE en tête du secteur de la régénération osseuse dans le domaine de la recherche sur les biomatériaux.

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