En s'inspirant de la nature, des scientifiques ont développé un substitut osseux imprimé en 3D, imitant la structure complexe des coraux. Cette solution pourrait considérablement réduire le taux d'échec des greffes et améliorer la qualité de vie des patients souffrant de pathologies osseuses si elle est développée à grande échelle.
La régénération osseuse, cette faculté remarquable du corps humain à réparer ses fractures, atteint parfois ses limites. Face aux traumatismes sévères ou aux ablations tumorales, les chirurgiens recourent traditionnellement aux greffes osseuses, prélevées sur le patient lui-même ou issues de donneurs. Ces interventions, bien qu'efficaces, présentent encore des contraintes : disponibilité limitée des greffons, risques infectieux accrus, complications post-opératoires.
Une équipe de l'Université de Swansea propose désormais une alternative novatrice, fusionnant les principes du biomimétisme avec les possibilités, désormais immenses, offertes par l'impression 3D. Construction d'édifices, applications médicales, usage dans le secteur aéronautique, spatial (des pièces du moteur Raptor de la fusée Starship sont imprimées en 3D, par exemple), automobile ou création artistique.
Les résultats de leurs expérimentations ont été publiés dans l'édition du mois de novembre de la revue Bioactive Materials.
L'intelligence du vivant au service de la médecine
Le professeur Zhidao Xia et son équipe ont ainsi mis au point un matériau reproduisant la structure poreuse et la composition chimique des coraux. Ce dernier s'inspire directement de ces organismes marins dont l'architecture naturelle présente des similitudes frappantes avec la structure spongieuse de l'os humain.
Les essais précliniques, menés sur des tibias de souris, démontrent une régénération osseuse complète en deux à quatre semaines seulement. Plus remarquable encore, le matériau se dégrade naturellement en six à douze mois, laissant place à un tissu osseux parfaitement sain.
Fini la greffe, bientôt des os sur mesure ?
Si cette équipe de chercheurs a développé ce matériau, ce n'est pas un hasard. Les substituts synthétiques actuels, bien que largement disponibles, présentent des inconvénients majeurs : temps de biodégradation excessif, intégration osseuse sous-optimale ou risques inflammatoires.
Les coraux naturels ont déjà été utilisés pour remplacer des os humains dans les années 1990. Toutefois, ils sont aujourd'hui largement menacés par le réchauffement climatique et leur disponibilité dans la nature est insuffisante. D'où l'avantage de créer des substituts en 3D.
Cette technologie pourrait non seulement améliorer l'accès aux greffes, mais également réduire les coûts médicaux si jamais elle fait l'objet production industrielle optimisée. « Notre invention comble le fossé entre les substituts synthétiques et les greffons naturels », souligne le Pr. Xia. « Nous avons démontré qu'il est possible de créer un matériau sûr, efficace et productible à grande échelle pour répondre aux besoins mondiaux. Cette avancée pourrait éliminer la nécessité de recourir à des greffes osseuses provenant de donneurs, résolvant ainsi les problèmes éthiques et d'approvisionnement liés à ces procédures ».
Pour le secteur médical, l'impression 3D est un outil extrêmement puissant et ses applications se multiplient ces dernières années : modèles anatomiques pour la formation chirurgicale, implants dentaires personnalisés, dispositifs orthodontiques sur mesure. Les bioimprimantes les plus sophistiquées permettent même la création de tissus organiques ou d'organes complexes à partir d'échantillons humains.
Prochaines étapes pour le Pr. Xia et son équipe : continuer les essais cliniques à plus grande échelle, optimiser les propriétés de leur matériau miracle et surtout démontrer qu'il est économiquement viable. De nombreuses innovations de ce type n'ont pas vu le jour en raison de ce dernier point.
Source : Popular Science
