Très bientôt, on n’aura plus besoin de pilules ni d’autres médicaments après la pose d’une prothèse pour améliorer la guérison : le corps humain tolèrera mieux celle-ci grâce à un nouveau procédé de fabrication des matériaux biomédicaux dont la surface influe sur la croissance des cellules dans l’organisme, favorisant ainsi naturellement la régénération des tissus.
Hérésie scientifique? Pas dans l’esprit du professeur et chercheur Antonio Nanci, de la Faculté de médecine dentaire. Élaboration de prothèses orthopédiques, dentaires et cardiovasculaires intelligentes qui interagissent positivement avec l’organisme, c’est le genre d’applications susceptibles de découler selon lui de cette percée, dont il est l’un des principaux instigateurs. «Nous avons recours à de simples mais très efficaces traitements chimiques pour modifier des métaux couramment utilisés en salle d’opération, dit-il. Cette approche novatrice fait en sorte que les cellules adhèrent mieux aux surfaces et cela aide à contrôler la réaction biologique de la guérison.»
Meilleure compatibilité
Du capitaine Crochet aux réalisations de la médecine actuelle, le chemin parcouru est spectaculaire. On appareille de nos jours le corps humain de toutes sortes de façons :prothèses de la hanche et du genou, implant dentaire, endoprothèse vasculaire…
Aujourd’hui, un des matériaux les plus employés pour les implants est le titane, mais la durée de vie fonctionnelle de ces dispositifs reste limitée à une quinzaine d’années. L’une des raisons de cette limitation, particulièrement en chirurgie orthopédique, vient d’un manque d’intégration de la prothèse aux tissus osseux, aussi bien au moment de la pose qu’au fil du temps. Dans d’autres situations, par exemple lors de l’utilisation d’endoprothèses vasculaires, il est important de restreindre la croissance de certaines cellules afin de ne pas nuire à la circulation sanguine. Bref, le contrôle du développement des cellules, surtout celui des cellules souches, sur un implant est plus que souhaitable. Mais à ce jour, cela était encore difficile à réaliser.
La découverte de l’équipe du Dr Nanci change la donne. Les chercheurs, issus de plusieurs laboratoires dont celui du professeur James D. Wuest, du Département de chimie, viennent en effet de proposer un nouveau procédé pour améliorer la compatibilité des prothèses grâce à la création de nanoalvéoles à leur surface. Pour ce faire, ils ont modifié la surface des métaux biomédicaux courants à l’aide de composés chimiques. Leur traitement avec des acides et oxydants se traduit par la formation de pores, qui s’apparentent à la structure de l’éponge, à la surface des matériaux.
Les implants ainsi traités, de même que des échantillons non traités, ont été placés en présence d’ostéoblastes (cellules chargées de former les os). Après quelques jours à peine, les scientifiques ont observé que les cellules osseuses prolifèrent plus rapidement sur l’implant chimiquement modifié. Mieux encore. Alors que la croissance des cellules néfastes diminue, celle des cellules souches est davantage stimulée. «Les surfaces nanostructurées fournissent des signaux physiques aux cellules qui sont ainsi capables d’encourager la régénération des tissus, résume le Dr Nanci. Cette innovation ouvre non seulement de nouvelles perspectives quant à la mise au point de futures prothèses intelligentes, mais l’exploitation de la signalisation pourrait avoir d’autres applications médicales comme celle de déterminer la destinée des cellules souches.»
Les résultats de son étude, fruit d’une collaboration entre des chercheurs des universités de Montréal et McGill, de l’Institut national de la recherche scientifique, de Plasmionique et de l’Université de São Paulo, ont récemment fait l’objet d’une publication dans la revue Nano Letters.
Dominique Nancy
Sur le web :
- Faculté de médecine dentaire
- INRS-EMT
- Université de São Paulo
- Université McGill
- Plasmionique inc.
- Nano Letters
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