Un concept innovant pour le traitement du cartilage du genou

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Article traduit par automatisation (attention aux « expressions sémantiques »): cf bas de page (PNR 62) pour son autorité.

source : http://www.medicalnewstoday.com

Les chercheurs ont mis au point un matériau qui peut être utilisé pour la libération contrôlée d’une substance lorsqu’elle est soumise à une charge mécanique cyclique. Ce travail, réalisé dans le cadre du Programme national de recherche «Matériaux intelligents» (PNR 62), propose une méthode de traitement potentiel des tissus spécifiques tels que le cartilage du genou.

Afin de se régénérer, cartilage du genou, paradoxalement, doit être placé sous mécanique de stress , comme c’est le cas chaque fois que nous faisons un pas et nos genoux prenons notre poids. Quand ils sont stimulés de cette façon, les cellules de cartilage développer des récepteurs qui sont sensibles aux facteurs de croissance produits par l’organisme. C’est aussi à ce moment même qu’ils seraient plus réceptifs aux médicaments. Travail sur cette base, Dominique Pioletti et Harm-Anton Klok de l’EPFL ont développé un matériau intelligent qui ne libère une substance lorsque le matériau est chargé mécaniquement.

Effet de seuil

Comme ils décrivent dans une publication récente (*), leur matériel prend la forme d’une matrice d’hydrogel, les nanoparticules liposometype et, enfin, une charge utile – dans ce cas, un colorant. Lorsqu’il est soumis à une charge mécanique cyclique, la matrice d’hydrogel se réchauffe. Une fois soumis à la chaleur, le diamètre des liposomes se rétrécit de manière significative. Cela permet de libérer de l’espace dans la matrice, ce qui augmente sa perméabilité et de faciliter la libération du colorant à partir de la matrice. « L’une des principales difficultés a été le développement de nanoparticules qui répondent à notre cahier des charges», explique Dominique Pioletti. «Fondamentalement, le concept de travailler, leur réponse au processus de chauffage doit avoir un seuil très claire entre les deux ou trois degrés qui séparent les états statiques et stimulée. »

Les chercheurs ont ensuite voulu vérifier que c’était en fait le processus de chauffage résultant de la répétition de la charge mécanique qui a causé le colorant d’être libéré. Lors d’une première expérience, le matériau est soumis à une sollicitation mécanique cyclique mais la chaleur produite est évacuée afin d’éviter toute augmentation locale de la température dans le matériau. « Ce test nous a permis d’exclure une fonction spongetype, le colorant a été seulement d’être libéré à la suite de la pression», explique Dominique Pioletti. Au cours d’une seconde expérience, les nanoparticules ont été enlevés. La matrice chauffé comme prévu en raison de la charge mécanique cyclique mais aucun du colorant a été libéré. Les chercheurs ont conclu que les trois éléments du matériau composite ont été nécessaires pour le système dans son ensemble de fonctionner comme prévu.

Les perspectives à long terme

Alors que les chercheurs ont été en mesure de démontrer la validité de leur concept, Dominique Pioletti souligne qu’un traitement avenir est encore loin. « Tout d’abord nous devons développer un hydrogel et des nanoparticules qui sont sûrs et biodégradable, avant de passer aux essais cliniques. Premier Et, par-dessus tout, nous devons trouver des partenaires intéressés à investir dans notre projet. »

Programme national de recherche «Matériaux intelligents» (PNR 62)

Le PNR 62 est un programme de coopération entre le Fonds national suisse de la science (FNS) et l’Agence de promotion de l’innovation (CTI). L’objectif du programme est non seulement de promouvoir l’excellence scientifique mais aussi de promouvoir l’exploitation industrielle réussie de matériaux intelligents et leur application.

PNR 62 vise également à mettre en relation les compétences disponibles et les ressources des diverses institutions de recherche en Suisse. Le travail de recherche fournit les technologies nécessaires au développement de matériaux intelligents et les structures nécessaires pour intégrer ces derniers.

Ayant commencé sa deuxième phase au début de l’année 2013, le PNR 62 se compose désormais de 14 projets dont le financement a été poursuivi grâce à leur fort potentiel d’application pratique. PNR 62 sera arrivé à son terme en 2015.

(*) Mohamadreza Nassajian Moghadam, Vitaliy Kolesov, Arne Vogel, Harm-Anton Klok et Dominique P. Pioletti (2013). libération contrôlée d’un hydrogel thermosensible composite auto-chauffant mécaniquement stimulées . Biomatériaux en ligne: doi: 10.1016/j.biomaterials.2013.09.065

Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne

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Docteur Jean-Marie Philippeau chirurgien orthopédiste à Saint-Herblain spécialisé en chirurgie du genou et traumatologie sportive. Consultation en chirurgie orthopédique à Saint-Herblain : Clinique Saint-Augustin.