Une matrice de guérison osseuse inspirée de la nature
Les os ont une capacité élevée à se réparer eux-mêmes; le stress et les charges quotidiennes placent constamment une pression qui provoque des microfractures qui se réparent rapidement. En cas de blessures et les de maladies, les greffes osseuses sont souvent nécessaires pour aider le processus de guérison. Puisque la greffe osseuse a de nombreuses limites, l'ingénierie tissulaire de pointe pourrait offrir une meilleure solution. Pour le projet NANOFACT (Development of bioactive nanocomposites for bone tissue engineering applications), financé par l'UE, les scientifiques ont développé une matrice biodégradable pour reconstruire des os fracturés. Constituées de fibres 100 fois plus petites qu'un poil humain, les nanomatrices sont généralement utilisées comme matrice pour reconstruire des tissus en utilisant des cellules provenant du patient. Étant donné que les deux procédures chirurgicales sont nécessaires, NANOFACT voulait éviter d'utiliser les cellules des patients. Les chercheurs ont donc développé une matrice biomimétique en utilisant des matériaux qui reproduisaient les propriétés des tissus naturels et qui évitent les réponses cellulaires similaires dans l'organisme. Ils ont utilisé l'hydroxyapatite pour servir de matériau osseux pour sa solidité, et le chitosane pour remplacer le collagène, un composant osseux organique. Ils ont ensuite utilisé des protéines appelées facteurs de croissance, qui sont naturellement produites par les cellules osseuses pour régénérer les tissus et les nouveaux vaisseaux sanguins, pour les attacher à la matrice. En utilisant un modèle de rat, les chercheurs ont montré que leur matrice avec les facteurs de croissance protéique contribuaient plus efficacement à la guérison osseuse par rapport aux matrices seules. Néanmoins, ils ont découvert qu'au lieu de se dégrader naturellement après son implantation dans les rats, la matrice restait intacte, entravant ainsi la guérison. Pour résoudre cela, NANOFACT a utilisé une matrice d'alcool polyvinyl et de polymère d'acide poly-acrylique ainsi que des matériaux céramiques dispersés pour la rendre poreuse. Ils ont ensuite ajouté de la ciprofloxacine (un antibiotique) à la matrice pour empêcher toute infection au niveau du site d'implantation. En démarrant la croissance de nouveaux os, la matrice de NANOFACT a éliminé le besoin de cultiverées des cellules provenant des patients. Le projet a démontré le potentiel pour une matrice orthopédique effective et sûre pour une guérison osseuse supérieure aux meilleurs traitements actuellement disponibles.
Mots‑clés
Guérison osseuse, matrice, génie tissulaire, biomimétique, facteurs de croissance
