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Patient specific biomimetic materials for bone regeneration

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Des biomatériaux imprimés en 3D au service de la transplantation osseuse

Une nouvelle génération de biomatériaux imprimés en 3D a été utilisée avec succès dans des opérations de transplantation osseuse. Cette innovation pourrait améliorer la qualité de vie des patients et permettre aux systèmes de santé de faire d’importantes économies.

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Les os représentent le deuxième tissu le plus transplanté après le sang, avec près de deux millions de greffes effectuées chaque année. Les greffes osseuses sont parfois réalisées à la suite d’une fracture, d’une infection ou de la découverte d’une tumeur. Près de la moitié de ces opérations ont lieu dans l’UE. Ces procédures ne sont toutefois pas sans inconvénients. Les greffes osseuses autologues (où l’os est prélevé sur le patient) nécessitent souvent plusieurs interventions chirurgicales et présentent un taux de morbidité élevé. «Les greffes provenant de banques d’os ou d’animaux posent également des problèmes techniques et éthiques», ajoute Ana Chinea, coordinatrice du projet Bone3Dmatch chez Mimetis, en Espagne. «Il s’agit notamment de réactions immunitaires indésirables et de transmissions de maladies.»

De nouveaux biomatériaux à l’étude

La bonne nouvelle, c’est que les progrès accomplis dans le domaine des greffons osseux synthétiques ont ouvert de nouvelles possibilités chirurgicales, bénéficiant des avantages d’une disponibilité et d’une stérilité accrues ainsi que d’une morbidité réduite. À ce jour, les produits synthétiques disponibles n’ont toutefois pas été en mesure d’offrir le même niveau de fonctionnalité que l’os naturel. Le projet Bone3Dmatch, financé par l’UE, avait donc pour objectif de relever ce défi particulier, en développant des substituts d’os synthétiques offrant des performances supérieures. «La solution que nous avons proposée pour relever ce défi reposait sur le biomimétisme», explique Ana Chinea. «En d’autres termes, nous souhaitions mettre au point des substituts de greffon osseux imitant plus fidèlement les caractéristiques de l’os.» De nouveaux biomatériaux possédant les propriétés naturelles des os ont été étudiés, afin de déterminer s’ils pouvaient contribuer à la régénération osseuse et au rétablissement des patients. Un autre objectif clé du projet consistait à identifier et à développer des biomatériaux pouvant être efficacement imprimés en 3D. Cela permettrait une production rentable et sur mesure d’échafaudages, pour répondre aux besoins individuels des patients et traiter les défauts osseux complexes.

Des échafaudages artificiels imprimés en 3D

L’équipe du projet a réussi à développer un biomatériau reconnu comme de l’os naturel par les cellules osseuses, et donc capable d’accélérer la régénération osseuse et le rétablissement des patients. Un certain nombre de centres médicaux ont participé à ces essais. L’une des priorités de l’équipe du projet consistait à s’assurer que toutes les considérations éthiques et réglementaires étaient pleinement prises en compte. Par ailleurs, en appliquant des technologies avancées d’impression 3D, l’équipe a réussi à fabriquer des échafaudages spécifiques aux patients en moins de 72 heures. «Cela nous permettrait de traiter des défauts osseux complexes et de proposer des traitements plus spécifiques aux patients», explique Ana Chinea. Le procédé de fabrication a finalement été optimisé et mis à l’échelle, et un plan d’affaires a été élaboré en vue de commercialiser cette innovation.

Commercialiser ces biomatériaux innovants

Les résultats du projet sont toujours en cours de collecte et d’analyse, ce qui devrait aider l’équipe du projet à poursuivre l’amélioration de l’efficacité et de la sécurité du produit. Les prochaines étapes comprennent la finalisation des essais cliniques, la publication des résultats et le début de la commercialisation en Europe et aux États-Unis. «Bone3Dmatch a contribué à accélérer l’introduction sur le marché d’une nouvelle génération de biomatériaux destinés à être utilisés dans des échafaudages imprimés en 3D», fait remarquer Ana Chinea. «Le projet a contribué à positionner l’Europe à l’avant-garde de la médecine de régénération osseuse, et apportera potentiellement des avantages substantiels à la vie de millions de personnes souffrant de défauts osseux dans le monde.» L’équipe du projet espère à terme déployer un modèle commercial décentralisé, grâce auquel les hôpitaux du monde entier pourront imprimer leurs propres implants spécifiques aux patients à l’aide de ce biomatériau biomimétique.

Mots‑clés

Bone3Dmatch, biomatériaux, os, transplantation, soins de santé, échafaudages, impression 3D

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