Des chercheurs de l'Université d'Okayama décrivent dans Acta Biomaterialia un nouveau type de matériau adhésif biocompatible. L'adhésif, à base de nanoparticules d'hydroxyapatite, colle à la fois des hydrogels synthétiques et des tissus mous de souris, fournissant une alternative prometteuse aux matériaux organiques actuellement utilisés pour des applications cliniques.

Comme alternative à la couture chirurgicale avec suture, la pratique consistant à utiliser des matériaux organiques adhésifs pour joindre les tissus mous existe depuis des décennies. Cependant, les adhésifs cliniques actuellement utilisés souffrent souvent d'une biocompatibilité limitée et/ou d'une force d'adhérence sous-optimale. Une équipe de chercheurs dirigée par Takuya Matsumoto de l'Université d'Okayama et ses collègues a maintenant identifié une classe de composés biocompatibles-biodégradables présentant des propriétés d'adhérence prometteuses lorsqu'ils sont appliqués aux tissus mous de souris.

Les scientifiques se sont appuyés sur la découverte récente que certains matériaux nanostructurés présentent une adhésivité remarquable. Par exemple, l'introduction d'une dispersion de nanoparticules d'oxyde de silicium entre deux hydrogels entraîne une adhérence rapide des hydrogels - un effet désormais développé davantage pour l'industrie, applications non cliniques. Afin d'atteindre le niveau de biocompatibilité requis pour une utilisation clinique, Matsumoto et ses collègues ont expérimenté des nanoparticules d'hydroxyapatite (HAp), un matériau inorganique trouvé dans les tissus durs humains tels que les os et les dents. Les composites HAP sont couramment utilisés pour les implants orthopédiques et dentaires, ainsi qu'en ingénierie tissulaire. Les chercheurs ont estimé que les dispersions de HAp nanoparticulaire devraient se comporter comme des adhésifs biocompatibles, une idée qu'ils ont pu confirmer expérimentalement.

Matsumoto et ses collègues ont d'abord examiné l'effet des dispersions de HAp-nanoparticules sur l'adhérence des hydrogels synthétiques; la présence d'HAp a nettement amélioré le niveau d'adhérence. Le séchage des dispersions - résultant en des « plaques » solides d'HAp - a augmenté la cohésion entre les nanoparticules d'HAp, et l'utilisation des plaques comme agent adhésif a ensuite conduit à une adhérence inter-hydrogel encore meilleure. Les scientifiques ont ensuite testé les plaques HAp sur différents tissus mous de souris :muscle, poumon, les reins et d'autres tissus pourraient être collés ensemble avec succès. Une force d'adhérence au moins deux fois supérieure à celle obtenue avec une colle organique commerciale a été observée pour les tissus cutanés de souris.

Les découvertes de Matsumoto et de ses collègues ne sont pas seulement pertinentes pour le développement de nouvelles procédures de cicatrisation des plaies chirurgicales, mais aussi pour les technologies d'administration de médicaments - le potentiel des hydrogels en tant que conteneurs de médicaments est reconnu depuis longtemps. Selon les mots des chercheurs :« nos résultats aideront non seulement à développer une approche efficace pour fermer les tissus mous incisés, mais aussi en trouvant de nouvelles façons d'intégrer les tissus mous avec des hydrogels synthétiques (tels que les réservoirs de médicaments)."

Hydroxyapatite

Hydroxyapatite (HAp), également connu sous le nom d'hydroxylapatite, est un minéral contenant du calcium présent dans les os et les dents humains. L'HAp synthétique est souvent utilisé comme revêtement pour les implants prosthétiques, comme la hanche, remplacements osseux ou dentaires, car on pense qu'il stimule l'ostéointégration. Les expériences de Takuya Matsumato de l'Université d'Okayama et de ses collègues ont maintenant démontré le potentiel des dispersions de nanoparticules HAp comme biocompatibles, matériaux adhésifs inorganiques.

Hydrogels

Un hydrogel est un matériau constitué d'un réseau tridimensionnel de chaînes polymères hydrophiles (c'est-à-dire non hydrofuges) avec des molécules d'eau entre les deux. Les hydrogels peuvent contenir jusqu'à 90 % d'eau, et sont utilisés dans diverses applications biotechnologiques et médicales. Ils sont également utilisés pour tester les propriétés adhésives des biomatériaux et des systèmes d'administration de médicaments, comme dans l'étude de Matsumato et ses collègues :des tests d'adhésivité de dispersions de nanoparticules d'HAp ont conduit à l'identification d'un adhésif biocompatible prometteur capable de coller ensemble les tissus mous de souris.