Pour réparer l’os, des chercheurs inventent un implant 3D vivant

Pour réparer l’os, des chercheurs inventent un implant 3D vivant

Un implant 3D conçu par des chercheurs de l’Inserm pour réparer les lésions osseuses en quelques jours a fait ses preuves chez la souris.

Les greffes de tissus osseux sont courantes pour réparer un os à la suite d’une fracture ou d’autres lésions. Mais que le greffon osseux provienne du patient lui-même ou d’un donneur, cette stratégie présente des limites car elle aboutit à une  recolonisation cellulaire limitée au niveau du tissu transplanté. C’est pourquoi les chercheurs tentent de produire des fragments d’os synthétiques ou hybrides (incluant des cellules souches) en guise de substitut osseux.

Une nouvelle étape vient d’être réussie dans la réalisation des implants osseux via cette voie: une équipe Inserm* vient de tester avec succès sur des souris un implant vivant, à base de nanofibres associées à des cellules souches organisées en 3D. « Les technologies actuelles en médecine régénérative ont des limites et les besoins sont là ! En particulier lorsqu’il s’agit de combler des lésions osseuses de grande taille, pour souder des vertèbres en cas de besoin ou encore en dentisterie », explique Nadia Benkirane-Jessel, responsable de ces travaux.

Pour régénérer l’os, les chirurgiens peuvent utiliser un biomatériau qui sert de support physique sur lequel des cellules peuvent adhérer, migrer, proliférer et se différencier, afin de permettre la réparation d’une lésion affectant l’os. Ils ont le plus souvent recours à des membranes de collagène imbibées de facteurs de croissance qui favorisent le développement cellulaire.

Des nanoréservoirs intelligents

« Mais ces membranes sont d’origine animale, avec un risque d’inflammation. Et les facteurs de croissance sont libérés passivement, sans contrôle réel de leur concentration. La nouvelle génération d’implants doit s’affranchir de matériaux d’origine animale et permettre de contrôler la diffusion des facteurs de croissance de façon intelligente », ajoute Nadia Benkirane-Jessel.

Pour cela, les chercheurs ont utilisé une classe de matériaux appelée polymères nanofibreux qui imitent le réseau de collagène, approuvés par les autorités de santé pour une utilisation clinique. A ces polymères, les chercheurs ont ensuite associé des nanoréservoirs contenant les fameux facteurs de croissance. « Ces nanoréservoirs sont en fait des petites gouttelettes déposées sur les nanofibres. Dès qu’ils rentrent en contact avec une cellule, ils libèrent une dose nanométrique de molécule », détaille la chercheuse.

Deux options sont ensuite possibles: soit la lésion de l’os est de petite taille et l’implant peut être déposé comme tel pour que les cellules résiduelles de l’os le colonisent, soit la lésion est importante et des cellules vivantes doivent être associées à l’implant. D’où le terme « d’implant vivant ». Pour cela, plusieurs types de cellules peuvent être utilisées: celles de l’os ou des cellules souches et l’équipe de Nadia Benkirane-Jessel a choisi d’utiliser des cellules souches prélevées dans la moelle osseuse.

Une régénération en 31 jours

Jusque-là, ces cellules étaient déposées telles quelles, en deux dimensions sur les nanofibres Mais pour accélérer la régénération, les chercheurs ont eu l’idée de pré-organiser ces cellules en trois dimensions. Ils ont créé de petites sphères contenant chacune quelques cellules organisées en 3D, elles-mêmes déposées sur une autre dimension 3D. « Cette double 3D constitue l’implant nanofibreux« , explique Nadia Benkirane-Jessel.Watch Full Movie Online Streaming Online and Download

Le résultat se présente sous la forme d’un pansement thérapeutique (une feuille de papier) à apposer au niveau de la lésion osseuse. Durant cette même opération d’implantation, les chercheurs y déposent un hydrogel contenant ces petites sphères. Sur des souris, cet implant a permis à un fragment d’os du crâne de se régénérer intégralement en 31 jours.

Des essais encourageants qui ont conduit l’équipe à déposer une demande de financement pour un essai préclinique chez le chien, meilleur modèle animal de régénération osseuse avant l’homme. Les chercheurs doivent encore perfectionner cet implant en ce qui concerne sa vascularisation: il faut être en mesure de combler l’os et pas seulement de régénérer sa surface.

« En cas de comblement d’une lésion de grande taille, la vascularisation ne se fait que sur les bords de l’implant et nous assistons à une nécrose centrale. C’est pourquoi nous continuons d’améliorer notre implant. », conclut la chercheuse.

 

Source: santemagazine.fr

Lamia Siffaoui
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