Du verre pour réparer les os
PartagerDes chercheurs britanniques développent actuellement un nouveau type de verre poreux capable de stimuler la croissance osseuse en relâchant du calcium puis de se dissoudre sans laisser de traces. Encore mal compris, le mécanisme physique en jeu est étudié à l’aide de faisceaux de neutrons.
Ce sont les chercheurs de l’Imperial College, à Londres, qui sont à l’origine de cette innovation. Ils sont partis de la constatation que la diffusion locale dans l’organisme d’une quantité bien précise d’ion calcium entraînait l’activation de certains gènes. Ils ont alors eu l’idée de considérer un verre poreux capable de relâcher à une vitesse bien déterminé des ions calcium, du silicium ou d’autres substances actives.
En ajustant la vitesse des réactions à la surface du verre libérant des ions calcium avec le temps mis par les cellules osseuses pour se diviser, il est possible d’activer les gènes contrôlant la synthèse des protéines entraînant la différentiation cellulaire à l’origine de la formation de cellules osseuses et la minéralisation de la matrice associée.
Remarquablement, le verre lui-même finit par se dissoudre dans l’organisme sans laisser de traces ni de substances chimiques toxiques. On comprend bien sûr l’intérêt d’un tel matériau pour aider à la réparation osseuse. Des variantes sont d'ailleurs déjà utilisées. Ce n’est pas la première fois que la physique du solide est appliquée à la médecine. On a vu récemment la publication de résultats d’études sur la capacité des nanotubes de carbone à faciliter la régénération osseuse.
Sous la « lumière » des neutrons
Toutefois, les chercheurs ne comprenaient pas encore très bien comment les atomes de calcium étaient stockés puis libérés de façon adéquate par le verre. Ils ont alors décidé d’utiliser la source de neutrons d’ISIS pour effectuer des expériences de diffraction neutronique. Ces dernières ont permis d’analyser précisément la répartition des différents atomes dans le verre et ainsi d’élucider les processus intervenants. Les chercheurs ont également employé des isotopes du calcium qu’ils ont substitués au calcium courant. Les différences de comportements constatées ont elles aussi apporté des lumières nouvelles sur les propriétés de ce nouveau matériau bioactif.
Armés d’une meilleure compréhension, les chercheurs étudient maintenant des composés hybrides de ce verre et de polymères, afin de réaliser des implants plus performants pour réparer les articulations, au niveau des hanches et des genoux. Si tout se passe bien, des applications médicales devraient émerger dans quelques années.
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