Des chercheurs de l'EPFL ont mis au point un hydrogel – composé de près de 90 % d'eau – qui adhère naturellement aux tissus mous comme le cartilage et le ménisque. Si l'hydrogel porte des cellules réparatrices, cela pourrait aider les tissus endommagés à guérir.

Certains types de tissus corporels, comme le cartilage et le ménisque, ont peu ou pas d'approvisionnement en sang et sont incapables de guérir s'ils sont endommagés. Une approche prometteuse de ce problème consiste à injecter un hydrogel chargé de cellules réparatrices ou de médicaments dans la zone endommagée dans l'espoir de stimuler la régénération tissulaire.

Cependant, les hydrogels commerciaux ne restent pas en place après avoir été appliqués sur la zone de traitement en raison de la pression des mouvements du corps et de l'écoulement des fluides corporels. Les médecins utilisent donc des membranes spéciales pour maintenir l'hydrogel en place, pourtant, ces membranes sont attachées avec des sutures qui perforent le tissu même que l'hydrogel est censé guérir.

Deux groupes de recherche de l'EPFL, animé par Dominique Pioletti et Pierre-Etienne Bourban, ont créé un hydrogel biocompatible qui adhère naturellement aux tissus mous comme le cartilage et le ménisque. Leur hydrogel, qui est à près de 90 % d'eau, peut résister aux contraintes mécaniques et aux déformations importantes et élimine donc le besoin d'un processus de reliure séparé. Leurs recherches ont été publiées dans Matériaux et interfaces appliqués ACS .

« Notre hydrogel est dix fois plus adhésif que les bioadhésifs actuellement disponibles sur le marché comme la fibrine, " dit Pioletti, responsable du Laboratoire d'orthopédie biomécanique à l'École d'ingénieurs de l'EPFL. "Et grâce à sa forte teneur en eau, notre hydrogel est de nature très similaire au tissu naturel qu'il est conçu pour guérir."

Hydrogel composite double réseau

Le nouvel hydrogel est en fait un matériau composite constitué d'une matrice à double réseau et d'un réseau de fibres. Cette structure préserve la forte capacité adhésive du matériau en atténuant l'impact des contraintes mécaniques. "La structure à double réseau distribue l'énergie mécanique entrante dans tout l'hydrogel, de sorte que le matériau présente une amélioration de l'adhérence lorsqu'il est comprimé ou étiré, " dit Pioletti. " Dans les hydrogels dépourvus de ces mécanismes d'amortissement, les contraintes mécaniques sont concentrées sur l'interface entre l'hydrogel et le tissu, et l'hydrogel se détache assez facilement."

Martin Broome, qui dirige le service de chirurgie buccale et maxillo-faciale du CHU de Lausanne (CHUV) et est co-auteur de l'article, est convaincu que ce type d'hydrogel pourrait faire une réelle différence. "Si nous nous appuyons sur les remarquables propriétés adhésives de l'hydrogel, qui pourrait ouvrir la porte à un grand nombre d'applications potentielles. Un jour, par exemple, il peut être utilisé à la place de matériaux métalliques comme le titane pour régler les fractures osseuses. Plus immédiatement, nous n'aurons peut-être plus besoin d'utiliser des sutures complexes sur certains types de tissus mous."

Dans sa forme actuelle, l'hydrogel développé à l'EPFL peut adhérer à plusieurs types de tissus. La prochaine étape pour les chercheurs sera de l'adapter à des applications spécifiques. "Maintenant que notre matériau a démontré ses propriétés mécaniques supérieures, nous allons travailler à le charger avec différents agents qui pourraient aider à guérir le cartilage ou le ménisque d'un patient, " conclut Pioletti.