Une équipe de recherche de l'Université de Malaga, le Centre andalou de nanomédecine et de biotechnologie-BIONAND, l'Institut technologique des îles Canaries, la société Osteobionix, et le CIBER (Networking Center for Biomedical Research) a développé un revêtement pour prothèses en titane à base de polymères ramifiés 3D pouvant incorporer des substances facilitant la liaison avec l'os. Ce mécanisme facilite la reconnaissance des cellules osseuses de l'implant, améliorant ainsi l'ostéointégration et empêchant à la fois le rejet et l'usure de la masse osseuse et de l'implant lui-même.

Le résultat est un implant en titane recouvert d'une nanostructure ramifiée tridimensionnelle, appelé dendrimère, qui agit comme un pont entre le titane et l'os et qui transporte également des substances qui facilitent la formation de nouveau tissu sur la surface de la prothèse. Cela garantit que le composant sain se lie à la prothèse, ce qui fait que la fixation se produit de manière naturelle, plus stable et plus durable que dans les actuels.

La méthode proposée par les chercheurs dans l'article "Dendritic Scaffold on Titanium Implants. A Versatile Strategy augmentant la biocompatibilité, " publié dans la revue Polymères , confère des caractéristiques spécifiques aux implants, car ils ont une structure plus homogène avec une plus grande intégrité, ce qui provoque moins d'usure. Il offre également la possibilité de contrôler sa composition pour l'administration de médicaments spécifiques afin d'éviter les rejets et les infections.

Spécifiquement, les experts ont inclus des fragments de protéines que le corps produit naturellement, connu sous le nom de fibronectine, qui favorisent la fixation des cellules osseuses à l'implant. Ces molécules provoquent la croissance et la prolifération des cellules, résultant en une plus grande acceptation de l'élément extérieur. Léonor Santos Ruiz, chercheur à l'Université de Malaga et l'un des auteurs de l'article, a déclaré à la Fundación Descubre :« Les intégrines des cellules fonctionnent comme des crochets parfaits qui s'attachent aux fragments de fibronectine introduits dans la structure du dendrimère, parvenir à une intégration robuste entre l'implant et l'organisme."

De cette façon, chaque branche de l'échafaudage s'attache à l'os avec ces crochets, ancre ainsi l'implant et aide les connexions à se produire naturellement grâce à l'intégration du métal avec le tissu vivant. « Ces propriétés uniques rendent les systèmes dendrimériques adaptés à une grande variété d'applications en médecine régénérative, " a ajouté le chercheur.

Ainsi, en plus des fibronectines, d'autres substances pourraient être incorporées, tels que les substances anti-inflammatoires, qui favorisent la récupération tissulaire après la pose de la prothèse, ou des antibiotiques, pour éviter des problèmes fréquents dans les implants actuels, telles que les infections bactériennes.

Des implants transformés en os

Les problèmes résultant des remplacements par des matériaux métalliques sont généralement dus à une surcharge, qui peut conduire à la perte d'os sains, l'usure de l'implant lui-même, ou une mauvaise interaction os-implant qui entraîne un rejet ou une infection.

Les experts travaillent déjà à confirmer l'adéquation de son utilisation chez les patients comme cela a été démontré en laboratoire. En outre, ils la considèrent comme une option viable et applicable pour les implants dentaires, et pour pleine mâchoire, prothèses de hanche ou de genou. « Ces derniers ont actuellement une durée de vie d'environ 10 ans. Avec cette nouvelle structure la durée serait plus longue, " a conclu le chercheur.

Les travaux de ces experts ont modifié les surfaces des dendrimères avec le fragment de fibronectine dit "domaine RGD, " qui se compose de seulement trois acides aminés (arginine, glycine, et aspartate) qui servent d'ancrage pour les récepteurs de la membrane cellulaire appelés intégrines. Ces récepteurs transmettent aux cellules de nombreux signaux cruciaux sur l'environnement environnant et déterminent si la cellule peut ou non adhérer à un matériau particulier.

Les métaux, les polymères et les produits synthétiques utilisés pour fabriquer les prothèses d'aujourd'hui n'ont pas le domaine RGD, puisqu'il ne s'agit pas de matériel biologique, et il est donc difficile pour les cellules de les reconnaître. Lorsque le métal est revêtu d'un dendrimère portant le domaine RGD, la cellule trouve un point d'ancrage dans ce métal et s'y lie naturellement. Cette composition a donc favorisé et amélioré l'adhésion cellulaire aux surfaces en titane, ce qui augmente sa biocompatibilité, C'est, sa capacité à être accepté par l'organisme. En faisant cela, le dendrimère est fixé à l'os, qui l'interprète comme une partie d'elle-même et non comme quelque chose d'étranger, et l'implant et l'endroit où il est installé sont capables de parler le même « langage biologique » et il n'y a pas de rejet.