La guérison des os cassés pourrait être plus facile avec un appareil qui fournit à la fois un échafaudage pour la croissance de l'os et une stimulation électrique pour le pousser vers l'avant, Les ingénieurs d'UConn ont rapporté le 27 juin dans le Journal of Nano énergie .

Bien que les fractures osseuses mineures guérissent généralement d'elles-mêmes, les grandes fractures avec des morceaux d'os brisés ou manquants sont plus difficiles à réparer. L'application d'un petit champ électrique sur le site de la fracture pour imiter le champ électrique naturel du corps aide les cellules à se régénérer. Mais les dispositifs médicaux qui font cela sont généralement encombrants, compter sur des fils électriques ou des batteries toxiques, nécessitent une chirurgie d'ablation invasive, et ne peut pas faire grand-chose pour les blessures graves.

Maintenant, un groupe d'ingénieurs biomédicaux d'UConn a développé un échafaudage en polymère non toxique qui génère également un champ électrique contrôlable pour favoriser la croissance osseuse. L'échafaudage aide le corps à combler les grandes fractures. Bien que de nombreux scientifiques explorent l'utilisation d'échafaudages pour favoriser la croissance osseuse, l'associer à la stimulation électrique est nouveau.

L'équipe a fait la démonstration du dispositif chez des souris présentant des fractures du crâne.

La tension électrique générée par l'échafaudage est très faible, quelques millivolts seulement. Et uniquement pour ce type d'appareil, la tension est générée par ultrasons télécommandés. Les ultrasons font vibrer l'échafaudage en polymère, qui crée alors un champ électrique (matériaux qui créent de l'électricité à partir des vibrations, ou vice versa, sont appelés piézoélectriques.) Pour aider à guérir une fracture de la cuisse, par exemple, l'échafaudage polymère peut être implanté à travers l'os cassé. Plus tard, la personne avec l'os cassé peut agiter la baguette à ultrasons sur sa propre cuisse elle-même. Pas besoin de piles, et pas besoin de chirurgie d'ablation invasive une fois que l'os est guéri.

"Le champ électrique est lié au signal naturel généré par votre corps à l'endroit de la blessure. Nous pouvons maintenir cette tension, à la demande et réversible, " aussi longtemps qu'il est nécessaire d'utiliser les ultrasons, dit l'ingénieur biomédical d'UConn Thanh Nguyen. Le polymère piézoélectrique que Nguyen et ses collègues utilisent pour construire l'échafaudage est appelé poly(acide L-lactique), ou PLLA. En plus d'être non toxique et piézoélectrique, Le PLLA se dissout progressivement dans le corps au fil du temps, disparaissant au fur et à mesure que le nouvel os grandit.

« Le champ électrique créé par l'échafaudage piézoélectrique PLLA semble attirer les cellules osseuses vers le site de la fracture et favoriser l'évolution des cellules souches en cellules osseuses. Cette technologie peut éventuellement être combinée à d'autres facteurs pour faciliter la régénération d'autres tissus, comme le cartilage, muscles ou nerfs, " dit Ritopa Das, un étudiant diplômé du groupe Nguyen et le premier auteur de l'article publié.

Actuellement, Nguyen et ses collègues travaillent à rendre le polymère plus favorable à la croissance osseuse, pour qu'il guérisse plus rapidement une grande fracture. Ils essaient également de comprendre pourquoi les champs électriques encouragent la croissance osseuse. L'os lui-même est quelque peu piézoélectrique, générant une charge de surface lorsque l'os est sollicité par les activités de la vie quotidienne. Cette charge de surface encourage plus d'os à se développer. Mais les scientifiques ne savent pas si c'est parce qu'il aide les cellules à coller à la surface de l'os, ou si cela rend les cellules elles-mêmes plus actives.

« Une fois que nous avons compris le mécanisme, nous pouvons concevoir une meilleure façon d'améliorer le matériel et toute l'approche de la stimulation des tissus, " dit Nguyen.