Cartilage déchiré régénérant

Un nouveau biomatériau développé par Cartilix , une start-up biotechnologique basée à Foster City, en Californie, pourrait considérablement améliorer le taux de réussite de la chirurgie réparatrice du cartilage du genou, rendant la procédure plus accessible aux patients souffrant de mauvais genoux. Le nouveau matériau, appelé ChonDux, consiste en un hydrogel polymère qui, lorsqu'il est injecté dans le genou pendant la chirurgie, guide la régénération du cartilage en stimulant les cellules réparatrices du corps.

Remplissage du genou : Un biomatériau développé par Cartilix, appelé ChonDux, pourrait améliorer la chirurgie actuelle des microfractures visant à réparer le cartilage du genou endommagé. Au cours de l'intervention, le chirurgien applique un bioadhésif (en bleu) sur la cavité où le cartilage manque. De minuscules trous (rouges) sont ensuite percés dans l'os à côté de la cavité et remplis d'hydrogel (lignes ondulées). La lumière UVA est projetée sur le matériau, ce qui provoque le durcissement du polymère d'un liquide visqueux en un gel (lignes hachurées).

La chirurgie mini-invasive du genou connue sous le nom de microfracture, dans laquelle un chirurgien perce des trous dans le genou pour stimuler la régénération du cartilage perdu par l'usure, est devenue de plus en plus populaire parmi les athlètes ces dernières années. Un certain nombre de joueurs de basket-ball professionnels, dont Greg Oden des Portland Trail Blazers et Amare Stoudemire des Phoenix Suns, ont subi la procédure, contribuant à sa montée en popularité. Cependant, le taux de réussite de la procédure varie considérablement, dit Norman Marcus , chirurgien orthopédiste au Virginia Cartilage Institute, à Springfield, en Virginie. Chez les jeunes athlètes qui ont de petits défauts dans leur cartilage du genou, la microfracture fonctionne jusqu'à 75 pour cent du temps. Cependant, ce nombre tombe à 50 pour cent chez les patients plus âgés, dit Marcus.

Marcus, qui est médecin-chef chez Cartilix, et ses collègues espèrent améliorer la procédure et la rendre plus accessible à la population plus large des baby-boomers. À mesure que les gens vieillissent, beaucoup sont obligés de réduire leurs activités physiques en raison d'articulations douloureuses et enflées causées par la détérioration du cartilage du genou qui vient avec l'âge ou résulte d'un stress ou d'une blessure répétitive. Marcus espère pouvoir traiter ces patients avant qu'ils ne développent une arthrose à part entière. L'objectif est d'identifier cette grande population qui veut être active toute sa vie, dit-il.

Au cours de la microfracture, un chirurgien utilise un poinçon spécial pour percer une série de petits trous dans l'os sous la zone de cartilage manquant. La moelle osseuse contenant des cellules souches s'infiltre dans la zone endommagée et forme un caillot. Le caillot libère des cellules souches qui se différencient en cellules cartilagineuses et forment progressivement de nouveaux tissus. Cependant, comme le nouveau tissu est du cartilage cicatriciel et non du vrai cartilage, il peut ne pas avoir la même durabilité et la même résistance que le tissu d'origine, ce qui contribue probablement au taux d'échec élevé des microfractures.

ChonDux se compose d'un hydrogel fait de polyéthylène glycol – un polymère couramment utilisé dans une variété de produits médicaux – et d'un bioadhésif pour maintenir l'hydrogel en place après l'injection. Tout d'abord, le chirurgien enduit l'intérieur de la cavité où le cartilage manque avec le bioadhésif, puis, comme dans la microfracture, perce de minuscules trous dans l'os à côté de la cavité. Ensuite, le chirurgien remplit l'espace vide avec l'hydrogel et projette une lumière UVA sur le matériau, ce qui fait durcir le polymère d'un liquide visqueux en un gel. Le caillot de sang qui se forme à partir de la microfracture est alors piégé dans l'hydrogel.

L'un des plus gros problèmes avec la transplantation de biomatériaux est de faire coller le matériau principalement aqueux dans un espace très glissant, dit Jennifer Elisseeff , ingénieur biomédical à l'Université Johns Hopkins, qui a développé ChonDux et cofondé Cartilix. L'adhésif dans ce cas est constitué de sulfate de chondroïtine, un composant naturel du cartilage qui est chimiquement modifié pour se lier au cartilage sain entourant le défaut, ainsi qu'à l'hydrogel. Il agit comme un apprêt qui aide la peinture à adhérer au mur, a déclaré Elisseeff lors d'un panel lors de la récente conférence EmTech à Cambridge, MA. L'adhésif empêche la formation de cicatrices entre le nouveau et l'ancien cartilage.

Elisseeff, qui était membre du TR35 de Technology Review en 2002, et son équipe ont testé le matériau sur des lapins et des chèvres et ont découvert que davantage de cellules de la moelle osseuse sont piégées dans le caillot sanguin lorsque l'hydrogel est présent, par rapport à la microfracture réalisée. sans le gel. Les chercheurs ont également noté que les défauts se remplissent plus rapidement avec le biomatériau que sans, et que le tissu nouvellement formé ressemble davantage au vrai cartilage.

Les résultats d'un petit essai clinique en Europe semblent également prometteurs. Selon les résultats présentés à EmTech, des analyses par résonance magnétique du genou six mois après la procédure ont montré que les patients ayant reçu l'hydrogel avaient développé plus de tissus que ceux subissant une microfracture traditionnelle et ont signalé moins de douleur. Cartilix espère soumettre les données de son étude européenne à la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis et commencer un essai humain à plus grande échelle aux États-Unis.

Bien qu'il existe un certain nombre d'études sur différents supports, tels que les hydrogels et autres biomatériaux, qui peuvent maintenir les cellules en place et faire croître le cartilage, ce qui est passionnant dans ce travail, c'est que ce bioadhésif peut maintenir l'hydrogel en place assez fortement, lui donnant le temps faire repousser le cartilage, dit Farshid Guilak , ingénieur biomédical à la Duke University School of Medicine. Et parce que le biomatériau n'a pas besoin d'être ensemencé avec des cellules avant l'injection - une stratégie que de nombreux groupes de recherche étudient - il pourrait être plus facile pour Cartilix d'obtenir l'approbation de la FDA pour le matériau.

Elisseeff adapte également ses biomatériaux à d'autres applications. Par exemple, elle a récemment autorisé une partie de sa technologie à Cythera Biopharmaceutiques , une entreprise basée à Calabasas, en Californie, spécialisée dans la médecine esthétique. La société utilise les matériaux d'Elisseeff pour développer des charges cosmétiques activées par la lumière qui durent beaucoup plus longtemps que celles actuellement sur le marché. Ces produits de comblement, qui sont généralement injectés dans la peau le long des côtés de la bouche pour minimiser les rides causées par le vieillissement, ont tendance à avoir une courte durée de vie. Les patients ont souvent la procédure répétée plusieurs fois par an.

Avec nos matériaux, nous éclairons [la zone de la peau] qui a été injectée et réticulons les matériaux afin qu'ils ne se dégradent pas aussi rapidement, explique Elisseeff. Elle dit que Kythera prévoit de tester les produits de comblement cosmétiques chez les patients dans quelques mois. La première étude pilote aura lieu à Beverly Hills.

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