Un chercheur de l'UBC Okanagan a découvert une nouvelle conception d'os artificiel qui peut être personnalisée et fabriquée avec une imprimante 3D pour plus de solidité, remplacements osseux plus sûrs et plus efficaces.

Hossein Montazérien, assistant de recherche à l'École d'ingénierie de l'UBC Okanagan, a identifié un moyen de modéliser et de créer des greffes osseuses artificielles pouvant être imprimées sur mesure. Montazerian dit que les os humains sont incroyablement résistants, mais quand les choses tournent mal, les remplacer peut être un processus douloureux, nécessitant plusieurs interventions chirurgicales.

"Lors de la conception d'échafaudages osseux artificiels, il s'agit d'un équilibre délicat entre quelque chose qui est suffisamment poreux pour se mélanger à l'os naturel et au tissu conjonctif, mais en même temps assez fort pour que les patients mènent une vie normale, " dit Montazerian. " Nous avons identifié un design qui atteint cet équilibre et qui peut être construit sur mesure à l'aide d'une imprimante 3D. "

La greffe osseuse traditionnelle est utilisée en médecine pour traiter tout, des fractures traumatiques aux défauts, et nécessite le déplacement de l'os d'une partie du corps à une autre. Mais Montazerian dit que ses greffes osseuses artificielles pourraient être imprimées sur mesure pour s'adapter potentiellement à n'importe quel patient et ne nécessiteraient pas la transplantation de fragments d'os existants.

Dans ses recherches, Montazerian a analysé 240 modèles différents de greffe osseuse et s'est concentré sur ceux qui étaient à la fois poreux et solides. Il a imprimé ceux qui fonctionnaient le mieux à l'aide d'une imprimante 3D, puis a effectué des tests physiques pour déterminer leur efficacité sous charge dans le monde réel.

« Quelques-unes des structures se sont vraiment démarquées, " ajoute Montazerian. " Les meilleurs designs étaient jusqu'à 10 fois plus résistants que les autres et comme ils ont des propriétés beaucoup plus proches de l'os naturel, ils sont moins susceptibles de causer des problèmes à long terme.

Montazerian et ses collaborateurs travaillent déjà sur la prochaine génération de designs qui utiliseront un mélange de deux ou plusieurs structures.

« Nous espérons produire des greffons osseux ultra-poreux, là où l'os et les tissus conjonctifs se rencontrent et sont extra-forts aux points les plus sollicités. Le but ultime est de produire un remplacement qui imite presque parfaitement l'os réel."

Alors que ses conceptions de greffe osseuse sont en bonne voie, Montazerian dit que la technologie a encore besoin de quelques avancées avant de pouvoir être utilisée en clinique. Par exemple, il dit que d'autres chercheurs dans le domaine commencent à affiner des biomatériaux qui ne seront pas rejetés par le corps et qui peuvent être imprimés avec les détails 3D très fins que nécessitent ses conceptions.

"Cette solution a un potentiel énorme et la prochaine étape sera de tester le comportement de nos conceptions dans des systèmes biologiques réels, " dit-il. " J'espère voir ce type de technologie mis en œuvre cliniquement pour de vrais patients dans un proche avenir. "

La recherche de Montazerian a été récemment publiée dans Science Direct's Matériaux et conception .