Pourrait-on recouvrir nos os de métal pour les rendre super-résistants?
En plus de son super-pouvoir de guérison, Wolverine, un personnage de bande dessinée, est surtout connu pour son squelette recouvert de métal qui le rend indestructible. Les super-héros mutants ont beau toujours relever de la science-fiction, pourrions-nous rendre nos os plus solides en leur appliquant des greffes de métal? Pas vraiment, explique Alisa Buchman, ingénieure en matériaux à MMA Tech, en Israël. «Dans la pratique, il est possible de recouvrir un os de métal, mais un os vivant n’y survivra pas», précise-t-elle. «Il a besoin d’être en contact avec son environnement naturel». Les os doivent recevoir un apport adéquat en sang pour pouvoir absorber tous les nutriments et l’oxygène dont ils ont besoin, tout en expulsant les substances indésirables comme le dioxyde de carbone, les déchets métaboliques et les acides. Recouvrir les os de métal limiterait ce flux vital, entrainant ainsi la mort du tissu osseux. Les implants métalliques actuels ne sont pas des revêtements externes, ils sont implantés à même les os. Ces implants provoquent eux aussi de problèmes, notamment l’empoisonnement et la présence de débris générés par l’usure du métal. Les métaux implantés s’efforcent d’être entièrement compatibles avec le corps, mais ils ont pourtant tendance à se corroder et à provoquer des inflammations. Cela représente un problème pour ceux et celles qui ne possèdent pas de super-pouvoir de guérison. Outre ces inconvénients manifestes, cette opération pourrait même ne pas renforcer notre résistance. «L’ajout d’une fine couche de métal à l’os ne contribuera pas à accroître sa résistance», explique Alisa Buchman. «Il faudra appliquer un revêtement de quelques millimètres d’épaisseur, ce qui entraînera une augmentation du poids et entravera la liberté de mouvement», ajoute-t-elle. Il en va de même pour les articulations. «Le métal doit être poreux et ductile, mais un métal ductile ne pourra pas être super-résistant», poursuit-elle. Et même si le processus était couronné de succès dès la première application, il ne s’agirait pas d’une procédure unique. «Faire adhérer le revêtement sur des os vivants de manière permanente constitue un défi de taille», fait remarquer Alisa Buchman. «L’os grandit, les cellules changent au fil du temps, certaines meurent alors que d’autres se développent», explique-t-elle.
Réparer les os fracturés avec du métal
Dans le cadre du projet MP-ORIF, financé par l’UE, Alisa Buchman s’est attachée à découvrir si un nouveau matériau utilisé dans l’industrie aérospatiale pouvait réparer les fractures des os. Le nombre de fractures orthopédiques est amené à augmenter sous l’effet du vieillissement de la population mondiale. Des métaux implantés par intervention chirurgicale sont utilisés pour maintenir les os ensemble à mesure qu’ils guérissent à la suite d’une fracture. Les métaux classiques comme les clous ou les plaques sont soumis à l’usure, et les débris qu’ils génèrent provoquent une inflammation, la perte de tissu osseux et, à terme, la défaillance de l’implant lui-même. Alisa Buchman et ses collègues ont inventé un nouveau biopolymère, baptisé MP-1. Il présente de nombreuses caractéristiques qui pourraient assurer sa compatibilité pour une utilisation comme implant osseux, notamment sa solidité, son autolubrification et la résistance à l’usure. Après une étude couronnée de succès, l’équipe entend mener des essais cliniques en Europe qui déboucheront à terme sur la distribution d’implants fabriqués à partir du MP-1 dans le monde entier. Dans un premier temps, le matériau sera intégré dans les implants du genou, ainsi que dans les structures dentaires.
Potentiel d’un composite osseux innovant
Existerait-il un métal inconnu qui nous permettrait de relever tous les défis mentionnés ci-dessus et de faire de nos fantasmes de bande dessinée une réalité? «Cela pourrait être le cas et je pense qu’il se présentera sous la forme d’un matériau composite», précise Alisa Buchman. «Sur la base de mes connaissances approfondies dans les domaines de l’adhérence et des revêtements, je pense que la tâche s’annonce très difficile.» Il est préférable de porter son armure à l’extérieur du corps, à l’image d’Iron Man. Cliquez ici pour en savoir plus sur les recherches d’Alisa Buchman: Un matériau utilisé dans l’industrie aérospatiale est capable de réparer les os (https://cordis.europa.eu/article/id/430555-a-material-used-in-the-aerospace-industry-can-fix-bones/fr).
Mots‑clés
MP-ORIF, os, revêtement, composite, implants, innovant, matériau