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Selon de nouvelles recherches, un revêtement de polymère contenant du sucre pourrait un jour aider à réparer les implants articulaires artificiels, comme les remplacements des hanches, lorsqu’ils sont endommagés par l’usure.

Réparer facilement des implants 

Une équipe internationale de chimistes et d’ingénieurs, comprenant les universités de Durham et de York, au Royaume-Uni, et l’université de Tsinghua, en Chine, a mis au point une technique permettant de réparer facilement les surfaces à faible frottement.

S’inspirant de la façon dont le cartilage lubrifie les articulations chez l’homme, l’équipe a découvert que des anneaux de sucre peuvent aider un polymère à s’accrocher aux surfaces et à réparer les dommages. Ils affirment que leur découverte pourrait être utilisée dans des implants médicaux pour prolonger la durée de vie des articulations artificielles.

L’équipe de recherche a découvert que si le revêtement de polymère qu’elle a créé est arraché d’une surface pendant son utilisation, un anneau de sucre dans sa structure lui permet de se rattacher facilement. Le revêtement créé par l’équipe de recherche imite ensuite la façon dont le cartilage fonctionne pour lubrifier les articulations humaines.

Le cartilage utilise l’eau pour créer une surface lisse qui minimise l’usure. De la même manière, ces nouveaux revêtements amènent une couche d’eau à la surface, la rendant glissante et protégeant les surfaces lorsqu’elles sont heurtées ou frottées.

Un nouveau moyen de réparer les dommages

L’auteur principal, le Dr Paul McGonigal, a déclaré : « notre revêtement contenant du sucre nous offre un nouveau moyen de réparer les dommages causés aux surfaces à faible friction. Les articulations de la hanche et du genou résistent à des décennies d’usure grâce au cartilage qui est réparé et remplacé en permanence. Nous avons créé des matériaux qui fonctionnent de manière similaire, mais qui sont compatibles avec les articulations artificielles. »

« Les composants de nos revêtements sont biocompatibles, ce qui en fait des perspectives intéressantes pour une utilisation en médecine. Nous pourrions également imaginer de développer une gamme de ces matériaux qui fonctionnent dans des environnements très différents. Il est tout aussi important de prévenir et de réparer les dommages causés par la friction pour garantir la longévité des voitures et autres machines. »

En traitant le titane métallique avec des structures adamantanes, les chercheurs ont montré que le revêtement de polymère est attiré par la surface. Les liens faibles et non permanents qui se forment sont essentiels au processus de réparation.

Les chercheurs ont ajouté que pour l’instant, ce type de réparation nécessite la dissolution d’une plus grande quantité de revêtement de polymère dans l’eau entourant une surface, mais ils pensent qu’il ne faudra pas attendre longtemps avant que ces revêtements soient améliorés pour prévenir la présence de ce matériau supplémentaire.

Une réparation automatique

Le Dr Alyssa-Jennifer Avestro, co-auteur de la recherche a déclaré : « il s’agit d’une chimie dynamique mais sélective, qui semble pouvoir être un moyen efficace d’annuler les effets négatifs de l’usure mécanique sur les articulations et autres surfaces. Si la couche protectrice est usée, elle se reconstitue sans que nous ayons à intervenir, grâce à une reconnaissance moléculaire ciblée. »

Cette recherche a été publiée dans Chem.

Source : University of York
Crédit photo : Depositphotos