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Les scientifiques du Centre des matériaux composites de l’Université nationale des sciences et des technologies (NUST MISIS) en Russie ont développé un nouveau composite polymère-céramique bioactif dérivé de coquilles d’œufs qui peut être utilisé pour traiter les blessures du crâne et d’autres procédures chirurgicales sur les os, notamment le remplacement de genoux et de hanches.

Un composite polymère-céramique bioactif

L’os est très résistant, mais parfois nous devons ajouter des implants surtout chez les personnes âgées car certaines parties s’usent et se détériorent. Mais cela n’est pas toujours simple. Une partie du problème est d’ordre mécanique. L’implant artificiel peut être trop fragile, trop souple ou trop rigide. De plus ce sont des matériaux bio-inertes.
C’est-à-dire qu’ils n’interagissent pas avec les tissus vivants. Cette situation est intentionnelle car les chirurgiens ne veulent pas poser d’implants dans le corps des gens qui pourraient causer des infections ou subir des rejets de tissus. Malheureusement, cela signifie aussi que ces implants ne peuvent pas vraiment devenir une partie du corps et agir davantage comme un composant naturel.
Pour surmonter ce problème, l’équipe du NUST MISIS s’est penchée sur un polymère synthétique appelé polyméthylméthacrylate (PMMA) qui est couramment utilisé comme ciment osseux en raison de sa résistance et de ses propriétés d’autodurcissement. Malheureusement, le PMMA n’est pas optimal parce qu’il est bio-inerte, mais l’équipe a changé cela en ajoutant un silicate en biocéramique appelé diopside qui est dérivé de coquilles d’œufs.

Il est non toxique et biodégradable

Selon l’équipe, le diopside est relativement non toxique, biodégradable, et peut stimuler la croissance du tissu osseux à proximité, de sorte que l’implant peut éventuellement fusionner avec l’os au lieu d’être simplement cimenté à celui-ci.
« Les coquilles d’œuf présentent des avantages pour la santé notamment la minéralisation, la croissance des os et le traitement de l’ostéoporose et sont donc utilisées comme greffes osseuses », explique Inna Bulygina, doctorante en science des biomatériaux à NUST MISIS. « Nous avons adopté une approche rentable du recyclage des biodéchets afin d’améliorer la qualité de vie des patients atteints de maladies osseuses. Pour la production de composites, on a utilisé du diopside obtenu à partir de coquilles d’œufs ».
L’équipe a produit un matériau composite PMMA/diopside poreux au moyen d’une méthode de moulage par solvant, où un polymère thermoplastique est formé en plongeant à plusieurs reprises un moule dans une solution du polymère, laissant des couches de film derrière lui. Différents échantillons de ce matériau ont été produits avec des proportions de 25, 50 et 75 pour cent de diopside.
« Les échantillons contenant 50 % de diopside ont donné les meilleurs résultats – ils ont démontré une résistance à la compression quatre fois supérieure et, après quatre semaines de tests in vitro, ils ont montré une bonne capacité à déposer des minéraux osseux sur leur surface », explique Rajan Choudhary, étudiant en postdoctorat. « Dans le même temps, nous avons constaté que les propriétés mécaniques des composites poreux obtenus correspondent aux propriétés de l’os spongieux du corps humain ».

L’optimiser pour une utilisation plus large

Les scientifiques étudient activement ce nouveau matériau afin de l’optimiser en vue d’une application plus large dans divers domaines biomédicaux, par exemple pour assurer une fixation fiable des articulations/implants artificiels, des fixateurs dentaires, la fermeture des défauts crâniens dans diverses blessures, et plus encore, en fait la liste est pratiquement infinie.
Cette recherche a été publiée dans Journal of Asian Ceramic Societies.
Source : National University of Science and Technology
Crédit photo : PXhere

Un matériau fait de coquille d'œuf pour de meilleurs implants martinbiothechnologie
Les scientifiques du Centre des matériaux composites de l'Université nationale des sciences et des technologies (NUST MISIS) en Russie ont développé un nouveau composite polymère-céramique bioactif dérivé de coquilles d'œufs qui peut être utilisé pour traiter les blessures du crâne et d'autres procédures chirurgicales sur les os, notamment le...