Le titane est le matériau de prédilection pour les procédures de fixation chirurgicale allant du remplacement du genou aux implants de mâchoire. Cependant, puisque ce métal super-fort n'est pas absorbé par le corps au fil du temps, cela peut entraîner des complications comme une infection, fistulisation (en particulier après radiothérapie), interférence avec la croissance squelettique, intolérance, sensibilité thermique, et l'interférence avec l'IRM et d'autres procédures d'imagerie. Les procédures supplémentaires pour retirer le matériel font partie des interventions chirurgicales les plus courantes dans le monde et représentent un coût majeur pour les hôpitaux.

Une alternative prometteuse est le magnésium, un métal biodégradable en toute sécurité et un cofacteur pour de nombreuses enzymes dans la réparation de l'ADN qui favorise également la santé des os. Mais si ses propriétés physiques le rendent adapté aux sites porteurs, comme la région temporo-mandibulaire de la mâchoire, sa dégradation rapide dans l'organisme entraîne parfois la formation de bulles d'hydrogène pouvant entraîner de graves complications.

Dans une collaboration unique, chercheurs de la NYU Tandon School of Engineering, École de médecine de l'Université de New York, et NYU Dentistry développent et testent des alliages de magnésium qui sont traités pour améliorer la résistance et ralentir le processus de dégradation, évitant ainsi la formation de ces bulles.

Dans une recherche publiée dans le Journal de chirurgie cranio-maxillo-faciale , l'équipe, qui comprend Nikhil Gupta, professeur agrégé de génie mécanique et aérospatial à NYU Tandon; Paulo Coelho, le professeur Dr. Leonard I. Linkow à la NYU Dentistry; Eduardo D. Rodriguez, Helen L. Kimmel Professeur de Chirurgie Plastique Reconstructrice et présidente, Hansjörg Wyss Département de chirurgie plastique à la faculté de médecine de NYU; et Andrea Torroni, MARYLAND, professeur agrégé, Département de chirurgie plastique Wyss à la faculté de médecine de NYU, ont rendu compte de leurs tests d'un alliage de magnésium qui a été soumis dans le laboratoire de Gupta à un processus appelé revenu T-5, impliquant un chauffage à 210 degrés Celsius pendant 48 heures.

Après implantation chirurgicale de petits échantillons de l'alliage dans la région fronto-nasale des animaux d'étude, l'équipe a examiné l'accumulation de l'élément dans les ganglions lymphatiques, n'ayant trouvé aucune différence entre les animaux sans implants et les animaux de l'étude. Les chercheurs ont également implanté un alliage non traité ou « brut de coulée », constatant que les échantillons bruts de coulée et les alliages traités thermiquement T-5 présentaient une bonne biocompatibilité et favorisaient la croissance osseuse chez les animaux de test. L'alliage T-5, cependant, était beaucoup plus stable, avec un taux de dégradation huit fois inférieur à celui de l'alliage brut de coulée.

Gupta a déclaré qu'il n'était pas surpris par les résultats positifs, car ils reflétaient ce qu'il avait observé lors d'études in vitro à NYU Tandon.

"Dans notre laboratoire, nous avons mis à la fois l'alliage brut de coulée et l'alliage traité thermiquement dans une solution de chlorure de sodium pour simuler les environnements de fluides corporels. Sans surprise, la version brute s'est beaucoup corrodée. Cependant, la version traitée thermiquement ne s'est pas du tout corrodée, " dit-il. " Ce que nous avons découvert, c'est qu'en employant un traitement thermique, nous pouvons changer complètement l'alliage d'un alliage dégradable, structure résorbable à celle qui ne se dégrade pas avec le temps. En substance, le traitement thermique fait se comporter le magnésium, in vitro et in vivo, plus comme du titane."

Torroni pense que les résultats sont de bon augure pour d'éventuelles applications cliniques du magnésium T-5, dont les propriétés mécaniques sont comparables au titane, même dans les fractures mandibulaires, où le stress sur les os est particulièrement élevé. « Le T-5 est vraiment le meilleur candidat pour ces applications à fortes contraintes. Il a des propriétés supérieures qui sont très proches de celles de l'os et est très bon pour la fixation des fractures, " Il a expliqué. " Il présente des risques à long terme plus faibles car il se résorbe. Et il peut favoriser la formation osseuse et la cicatrisation osseuse. Il est totalement biocompatible sans risque de rejet, et un risque d'infection limité."

L'équipe n'a également décelé aucune morbidité post-chirurgicale, même chez les animaux témoins qui ont reçu des implants de magnésium non traité.

"En raison de l'absorbabilité systémique du magnésium, ce n'est pas un problème, " a déclaré Coelho. " L'idée clé est de fabriquer un implant qui peut être soit non résorbable, comme support permanent, ou résorbable, comme des sutures qui disparaissent après un certain temps. " Gupta a déclaré que la recherche n'aurait pas été possible sans la collaboration entre les institutions de la NYU. " L'étendue de cette recherche va du laboratoire jusqu'au milieu clinique, " il ajouta.