Les chercheurs ont traité des nanocristaux dérivés de la cellulose végétale afin qu'ils puissent se lier et former une éponge solide mais légère (un aérogel) qui peut se comprimer ou se dilater au besoin pour remplir complètement une cavité osseuse. Crédit :Clare Kiernan, UBC
Des chercheurs de l'Université de la Colombie-Britannique et de l'Université McMaster ont mis au point ce qui pourrait être le matériau d'implant osseux du futur :un matériau aéré, substance mousseuse qui peut être injectée dans le corps et fournir un échafaudage pour la croissance d'un nouvel os.
Il est fabriqué en traitant des nanocristaux dérivés de la cellulose végétale afin qu'ils se lient et forment une éponge solide mais légère - techniquement parlant, un aérogel - qui peut se comprimer ou se dilater au besoin pour remplir complètement une cavité osseuse.
« La plupart des greffes osseuses ou des implants sont faits de matériaux durs, céramique cassante qui n'épouse pas toujours la forme du trou, et ces lacunes peuvent conduire à une mauvaise croissance de l'os et à l'échec de l'implant, " a déclaré l'auteur de l'étude Daniel Osorio, un doctorat étudiant en génie chimique à McMaster. "Nous avons créé cet aérogel de nanocristaux de cellulose comme une alternative plus efficace à ces matériaux synthétiques."
Pour leurs recherches, l'équipe a travaillé avec deux groupes de rats, le premier groupe recevant les implants d'aérogel et le second groupe n'en recevant aucun. Les résultats ont montré que le groupe avec des implants a vu 33 % de croissance osseuse en plus au bout de trois semaines et 50 % de plus en croissance osseuse au bout de 12 semaines, par rapport aux témoins.
"Ces résultats montrent, pour la première fois en laboratoire, qu'un aérogel de nanocristaux de cellulose peut favoriser une nouvelle croissance osseuse, " a déclaré Emily Cranston, co-auteur de l'étude, professeur de science du bois et de génie chimique et biologique, titulaire de la Chaire d'excellence du président en bioproduits forestiers à l'UBC. Elle a ajouté que l'implant devrait se décomposer en composants non toxiques dans le corps lorsque l'os commence à guérir.
L'innovation peut potentiellement combler un créneau sur le marché de la greffe osseuse de 2 milliards de dollars en Amérique du Nord, a déclaré Kathryn Grandfield, co-auteur de l'étude, professeur de science et génie des matériaux, et génie biomédical à McMaster qui a supervisé les travaux.
Co-auteur de l'étude Emily Cranston, professeur de science du bois et de génie chimique et biologique à l'UBC Crédit :Clare Kiernan, UBC
"Nous pouvons voir cet aérogel utilisé pour un certain nombre d'applications, notamment les implants dentaires et les chirurgies de remplacement de la colonne vertébrale et des articulations, " dit Grandfield. " Et ce sera économique parce que la matière première, la nanocellulose, est déjà produit en quantités commerciales.
Les chercheurs disent qu'il faudra un certain temps avant que l'aérogel ne sorte du laboratoire et n'entre dans la salle d'opération.
"Cet été, nous étudierons les mécanismes entre l'os et l'implant qui conduisent à la croissance osseuse, " a déclaré Grandfield. "Nous examinerons également comment l'implant se dégrade à l'aide de microscopes avancés. Après ça, d'autres tests biologiques seront nécessaires avant qu'il ne soit prêt pour les essais cliniques. »
"Cross-linked cellulose nanocrystal aerogels as viable bone tissue scaffolds" a été publié la semaine dernière dans Acta Biomaterialia .
