Une équipe de chercheurs de l’université de Swansea a imprimé en 3D un greffon osseux inspiré du corail. Derrière ce développement se cache en fait une nouveauté : leur étude a révélé que le nouveau matériau se dissout naturellement dans le corps une fois la greffe terminée et qu’il favorise également une cicatrisation plus rapide.

Les défauts osseux causés par des fractures, des tumeurs et des blessures qui ne guérissent pas comptent parmi les principales causes d’invalidité dans le monde. S’il est vrai que le tissu osseux peut se réparer par régénération, des facteurs tels que le vieillissement, la maladie ou la gravité du défaut peuvent ralentir la régénération. Dans le cas de défauts importants, un échafaudage ou une greffe osseuse est nécessaire pour compléter la régénération du tissu.

Conception de tests in vitro et in vivo (crédits photo : université de Swansea)

Traditionnellement, les médecins utilisent l’os du patient (autogreffe) ou l’os d’un donneur (allogreffe) pour combler ces lacunes. Mais l’approvisionnement limité, le risque d’infection et les préoccupations éthiques rendent ces options moins attrayantes. Il existe des greffes osseuses synthétiques, mais elles ne peuvent actuellement pas rivaliser avec les performances de l’os naturel. Elles mettent beaucoup de temps à se dissoudre, ne s’intègrent pas bien ou peuvent provoquer des effets secondaires tels que l’inflammation. En revanche, le matériau mis au point par l’équipe de Swansea imite étroitement l’os naturel, tant au niveau de la structure que du comportement biologique, ce qui permet de surmonter ces difficultés.

Pourquoi le corail ?

Les chercheurs ont commencé à explorer les coraux comme substituts potentiels de greffes osseuses dans les années 1970, et ils ont découvert que certains coraux sont similaires à l’os spongieux. Il partage les propriétés mécaniques des os et est également biocompatible, ostéoconducteur et biodégradable. Depuis lors, le carbonate de calcium poreux du corail naturel a été considéré comme un « matériau de greffe de remplacement osseux cliniquement utile » par le Journal of International Oral Health. Forte de cet historique, l’équipe de Swansea a mis au point un nouveau matériau imitant la structure poreuse et la composition chimique d’un substitut de greffe osseuse inspiré du corail. Ils ont imprimé ce matériau en 3D à l’aide de l’imprimante 3D Bioplotter d’Envisiontec ou l’ont moulé et l’ont laissé sécher à température ambiante.

L’équipe de recherche a mené des essais précliniques in vivo, en l’occurrence sur des rats et des cochons nains. Ces essais ont notamment montré que le matériau réparait entièrement les défauts osseux dans un délai de trois à six mois. De plus, le matériau a déclenché la formation d’une nouvelle couche d’os cortical solide et sain en quatre semaines.

Des résultats révolutionnaires pour ce greffon imprimé en 3D

La structure présente de nombreux avantages. Tout d’abord, elle permet une guérison rapide, avec une nouvelle croissance osseuse se produisant en seulement deux à quatre semaines. En outre, le matériau se dégrade naturellement dans les six à douze mois suivant la régénération osseuse, ne laissant derrière lui que de l’os dit sain. De plus, le matériau sera plus facile d’accès que ses alternatives traditionnelles, le corail naturel ou l’os de donneur. Il est facile à produire en grandes quantités.

Le Dr Zhidao Xia, de l’école de médecine de l’université de Swansea, a dirigé les recherches, en collaboration avec des professeurs des départements des sciences et de l’ingénierie et d’autres partenaires externes. Fin novembre, l’équipe a publié les résultats de la recherche brevetée.

Il conclut : « Notre invention comble le fossé entre les substituts synthétiques et les os de donneurs. Nous avons montré qu’il est possible de créer un matériau sûr, efficace et évolutif pour répondre à la demande mondiale. Cela pourrait mettre fin à la dépendance à l’égard des os de donneurs et résoudre les problèmes d’éthique et d’approvisionnement en matière de greffes osseuses. »

Les implants faits sur un cochon nain (crédits : université de Swansea)

Aujourd’hui, l’équipe de l’université de Swansea cherche à mettre sa technologie à la disposition du monde entier en établissant des partenariats avec des entreprises et des organismes de soins de santé. La greffe osseuse imprimée en 3D pourrait réduire les coûts des soins de santé et améliorer la qualité de vie des patients. Et l’impact ne s’arrête pas là : la recherche ouvre de nouvelles perspectives à l’industrie biomédicale. Pour en savoir plus, lisez le communiqué de presse de l’université de Swansea ici.

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Source: 3dnatives