Vers une nouvelle génération de matériaux bactéricides pour implants médicaux

Après la transfusion sanguine, la greffe osseuse est le deuxième acte médical le plus pratiqué au monde, avec plus de 2,2 millions de greffons implantés chaque année. Cependant, cette procédure a encore des limites, car il s’agit d’un processus douloureux et coûteux qui peut entraîner des risques pour le patient, tels que le rejet de greffe et la transmission de maladies.

Lorsqu’il n’est pas possible de réaliser cette procédure ou que la greffe de greffe échoue, des alternatives telles que des prothèses sont envisagées. Certaines des applications les plus courantes des prothèses concernent le remplacement des articulations du genou et de la hanche, avec un million d’interventions chirurgicales chaque année aux États-Unis et dans les pays de l’Union européenne seulement. Cependant, 10% de ces implants finissent par échouer, principalement en raison de deux facteurs : le manque d’intégration des implants avec le tissu osseux environnant (processus appelé ostéointégration) et l’apparition de conditions infectieuses, qui favorisent la formation de biofilms. .bactéries résistantes aux défenses du système immunitaire et aux antibiotiques.

Para evitar estos dos problemas de los implantes, surge el proyecto Bio-TUNE, liderado por el Grupo de Investigación en Biomateriales, Biomecánica e Ingeniería de Tejidos (BBT) de la Universidad Politécnica de Cataluña – BarcelonaTech (UPC), con el investigador Carles Mas en face. Le projet se concentre sur la création de matériaux multifonctionnels qui offrent à la fois une adhésion efficace aux tissus du patient et un potentiel bactéricide élevé.

L’objectif est de minimiser les risques de rejet de l’implant, comme l’explique Carles Mas, chercheur principal du projet et professeur à l’école d’ingénierie de l’Est de Barcelone (EEBE) : « Le projet Bio-TUNE vise à résoudre les deux principaux problèmes présents simultanément dans ces procédures, générant de nouveaux matériaux qui, d’une part, améliorent l’intégration des implants aux tissus et, d’autre part, inhibent efficacement l’adhésion des bactéries aux surfaces ».

Carles Mas, Patricia López et Nerea García travaillant avec différents échantillons au Laboratoire de biomatériaux de l’UPC. (Photo : CUP)

Pour atteindre ces objectifs, Bio-TUNE s’articule autour de trois piliers : « Tout d’abord, nous essayons de comprendre quels sont les mécanismes impliqués dans l’interaction des cellules et des bactéries avec les surfaces d’un implant. Fort de ces connaissances, nous pouvons ensuite développer des stratégies qui permettent nous permet de contrôler ces processus. Nous le faisons en nous inspirant de la nature, des processus qui permettent naturellement à l’os de se régénérer ou d’inhiber l’adhésion bactérienne. Enfin, le projet Bio-TUNE vise également à évaluer comment ces nouvelles stratégies pourraient être transformées en de nouveaux produits qui avoir un impact final sur la société, pour que nous puissions, à terme, avoir des implants dentaires, des implants orthopédiques, etc., avec des taux de réussite plus élevés. Ainsi, nous éviterons de nouvelles chirurgies et les problèmes associés », explique Carles Further.

Pour mener à bien le projet Bio-TUNE, un consortium de dix groupes de recherche, universités et institutions d’Europe, d’Asie et d’Amérique du Sud a été formé, composé de spécialistes en biologie, science et ingénierie des matériaux, biomédecine, pharmacologie et chimie, parmi lesquels d’autres disciplines.

Jusqu’à présent, dans le cadre du projet, des capteurs ont été conçus pour surveiller l’activité cellulaire et pouvoir différencier le comportement des cellules et des bactéries. Des surfaces nanométriques ont également été développées avec des motifs et des reliefs qui favorisent l’interaction des matériaux avec les cellules. Et des travaux ont été menés sur le développement d’agents à action bactéricide, basés sur l’identification de molécules qui remplaceraient les antibiotiques, réduisant ainsi le problème actuel de résistance à ces médicaments. Ces solutions seront mises en œuvre dans des revêtements et des matériaux multifonctionnels, qui peuvent simultanément favoriser l’intégration tissulaire et empêcher la prolifération des germes. (Source : CUP)