Construire de nouveaux os grâce à l'impression 3D, c’est presque possible, suggèrent ces bioingénieurs de l’Université de Waterloo, qui y travaillent, avec un nouveau matériau qui permettra des greffes osseuses et de meilleurs résultats chirurgicaux. Les chercheurs ont réalisé, en particulier, un crâne miniature imprimé en 3D à l'aide de ce nouveau matériau. Cette nouvelle perspective en médecine régénérative est présentée dans le Journal of Biomedical Materials Research.
Le nouveau matériau partage un maximum de caractéristiques avec le tissu osseux. Son utilisation dans des imprimantes 3D offre une nouvelle option pour les patients devant subir une réparation squelettique majeure et une chirurgie reconstructive. La reconstruction chirurgicale dans ces cas implique actuellement des implants métalliques et des dons d'os. Les chirurgiens demandent aux banques de tissus une taille et un type spécifiques pour correspondre au mieux à l'anatomie de leur patient, mais ils obtiennent rarement un ajustement parfait. Par ailleurs, le corps d'un receveur peut également rejeter l'os donné.
Ajustement et biocomatibilité
Pour résoudre ces défis d’ajustement et de biocompatibilité, ce nouveau matériau nanocomposite biopolymère peut être imprimé en 3D pour former une greffe osseuse personnalisée conçue pour répondre aux besoins uniques du patient. Il peut également éliminer le besoin de plaques métalliques, réduire le risque d’infection et augmenter les chances que le corps du patient accepte la greffe sans rejet, donc avec succès. Le matériau combine des nanoparticules qui imitent la composition des minéraux osseux et contribuent à renforcer le matériau.
L’objectif est que les cellules osseuses se développent et remplacent le nanocomposite biopolymère par de l’os nouveau
et que le corps excrète ensuite le nanocomposite biopolymère.
L’auteur principal, le Dr Thomas Willett, professeur d’ingénierie de conception de systèmes et de génie biomédical, décrit ainsi ce nouveau matériau : « nous avons créé un matériau solide, imprimable en 3D, compatible et ayant le potentiel de devenir un nouveau tissu osseux. Grâce à cette nouvelle technologie, nous pouvons obtenir la géométrie spécifique parfaitement adaptée à la morphologie du patient nécessaire et reconstruire l’os avec plus de précision et de succès ».
Avec un tel matériau, le patient n’aurait plus besoin de recourir à des opérations répétées après une chirurgie de reconstruction osseuse.
De premières preuves de concept : l’équipe vient de réaliser des tests de compatibilité des cellules osseuses, qui montrent que la réponse biologique des cellules osseuses au matériau nanocomposite biopolymère surpasse les méthodes actuelles : les cellules osseuses y adhèrent, prolifèrent et conservent leurs comportements habituels.
Les recherches se poursuivent pour améliorer la robustesse fonctionnelle du nanocomposite en tant qu’implant et sa capacité à être remplacé par de l’os vivant au fil du temps.
Source: Journal of Biomedical Materials Research Part A April, 2024 DOI : 10.1002/jbm.a.37719 In vitro evaluation of bone cell response to novel 3D-printable nanocomposite biomaterials for bone reconstruction
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