La régénération osseuse intelligente réduit les risques et les coûts
Le vieillissement croissant de la population, accompagné de pathologies liées à l’âge telles que l’ostéoporose et les fractures de fragilité qui en découlent, représente une charge importante pour les systèmes de soins de santé européens. En effet, les coûts annuels associés aux fractures et aux troubles de la cicatrisation devraient augmenter de 23 % d’ici à 2030, selon une étude récente(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Le traitement actuel des défauts osseux importants (lorsqu’il manque au moins 3 cm d’os) fait appel soit au transport d’os (ostéogenèse par distraction), soit à la technique de la membrane induite (Masquelet). Dans le premier cas, un fixateur à fil fin est utilisé pour stimuler la régénération osseuse dans l’espace créé par une coupe chirurgicale à proximité de la zone défectueuse: une procédure qui s’accompagne de complications telles que l’échec du travail du métal ou de la régénération, ou encore l’infection. La seconde technique est un processus en deux étapes. Une entretoise en ciment est placée dans le défaut osseux, puis retirée après six semaines. Une greffe osseuse autologue et des composites osseux sont alors ajoutés à la brèche. Le projet SBR(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, a mis au point une procédure de régénération chirurgicale en une seule étape(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) pour les défauts osseux importants et le remplacement des os manquants. «Les traitements traditionnels impliquent non seulement des interventions chirurgicales multiples et risquées, mais ils ne peuvent pas non plus être suivis en temps réel. Notre implant doté d’un capteur fournit des données actualisées sur le processus de cicatrisation, ce qui rend le traitement plus efficace et personnalisé et permet de réduire les coûts globaux des soins de santé», explique Elias Panagiotopoulos, co-coordinateur du projet SBR et professeur d’orthopédie à l’université de Patras(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), qui accueille le projet.
Meilleure intégration des implants, avec une grande fonctionnalité
La solution de SBR consiste en un échafaudage implantable semi-rigide qui relie les bords du défaut osseux, accompagné d’une membrane de fibres électrofilées pour guider la régénération osseuse. Le tout est fabriqué par fabrication additive et impression 3D, à l’aide de matériaux résorbables (thermoplastiques de qualité médicale). «Ces technologies permettent de fabriquer des formes complexes dotées de propriétés particulières uniques, telles qu’une porosité élevée et une imitation de la matrice extracellulaire favorisant la migration des fluides et des nutriments», explique la coordinatrice Sophia Antimisiaris, professeure au département de pharmacie de l’université de Patras. Le consortium SBR a également mis au point un système de capteurs biocompatibles, flexibles et sans fil, fabriqués à l’aide de technologies imprimées et intégrés à l’implant imprimé en 3D, afin de surveiller la régénération osseuse et l’acceptation de l’implant en temps réel. «Les capteurs, qui surveillent le pH, la température, la déformation et le facteur de croissance transformant, ont donné des résultats prometteurs dans le suivi du processus de cicatrisation. La communication Bluetooth, associée à une conception à très faible consommation d’énergie, garantit la transmission de données en temps réel», ajoute Sophia Antimisiaris. De nombreuses études précliniques ont validé l’approche et permis d’affiner la taille et les propriétés des composants, tout en permettant aux chercheurs d’intégrer des facteurs de croissance liposomaux et des virus adéno-associés (VAA(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) produisant des protéines pour accélérer la cicatrisation). Les tests comprenaient, pour la première fois, des travaux in vivo sur des moutons adultes qui ont confirmé la biocompatibilité de l’implant et sa capacité à résister aux inévitables forces de port de poids.
Surveillance en temps réel pour diverses applications médicales
Plusieurs éléments de SBR, tels que les méthodes d’administration de facteurs de croissance ou de VAA et les capteurs, pourraient être utilisés pour traiter d’autres pathologies nécessitant une régénération tissulaire. Il s’agit notamment de lésions chondrales ou ostéochondrales qui ne sont actuellement pas traitées ou dont le traitement n’est pas optimal. «Notre système de capteurs implantables constitue un progrès significatif dans la technologie médicale, démontrant l’application pratique des capteurs avancés et de l’impression 3D dans les dispositifs médicaux», note Elias Panagiotopoulos. Les partenaires de SBR sont actuellement en train de déposer de nombreux brevets tout en explorant de nouvelles possibilités de financement pour commercialiser les différentes technologies prometteuses.
