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Colle réparatrice
Les os brisés posent un problème difficile aux chirurgiens, qui doivent actuellement utiliser de minuscules vis et plaques pour maintenir les fragments en place suffisamment longtemps pour que la fracture guérisse. Mais une nouvelle colle, qui a le pouvoir collant d'adhérer à l'os, pourrait un jour aider les chirurgiens orthopédistes à réparer les ruptures difficiles, ont annoncé aujourd'hui des chercheurs au Conférence de l'American Chemical Society à Washington, DC.
Roi du château : Les vers de château de sable (illustrés ici), qui se construisent une maison de sable, ont inspiré un nouvel adhésif qui pourrait un jour être utilisé pour recoller les os cassés.
Faire de la colle qui adhère à l'os et à d'autres surfaces humides s'est avérée une tâche particulièrement complexe - soit elle glisse tout de suite, soit elle se dissout dans le liquide environnant. Russell Stewart, chercheur principal et ingénieur biomédical à l'Université de l'Utah, a trouvé son inspiration pour la colle dans le petit ver du château de sable. Le ver construit sa maison en forme de tube au fond de l'océan en utilisant des grains de sable et des morceaux de coquillage, cimentés en place pièce par pièce comme de la brique et du mortier.
Le ver doit surmonter plusieurs problèmes lors de l'assemblage d'un château de sable sous l'eau, explique Stewart. Son adhésif doit adhérer aux surfaces humides, et lorsqu'il sécrète cet adhésif sous l'eau, il doit l'empêcher de se dissoudre dans l'océan. Bien que la colle soit au départ fluide, elle doit durcir en un solide. Le ver a résolu tous ces problèmes, et nous essayons de copier ces solutions, dit-il.
Stewart et ses collègues ont découvert que le ver du château de sable utilise les changements de pH pour déclencher le durcissement de la colle. A l'intérieur du ver, là où le pH est bas, la colle est un fluide. L'exposition à l'eau de mer, qui a un pH plus élevé, provoque lentement la solidification de la colle. Après un peu de bricolage, les chercheurs ont recréé une version synthétique de l'adhésif du ver - une colle polyacrylate qui est soluble dans l'eau mais ne se dissout pas dans le liquide, est au moins aussi forte que la Super Glue et est deux fois plus résistante que la colle originale du ver . Les expériences de culture cellulaire n'ont montré aucun signe de toxicité; les premiers tests sur des rats semblent confirmer cela et ne montrent également aucune réaction immunitaire inhabituelle.
Il y a un besoin important dans la clinique pour de meilleures colles, dit Jeffrey Karp , ingénieure en biologie et chimie au Brigham and Women's Hospital de Boston. Et bien qu'il existe des colles de qualité médicale très puissantes, il note qu'elles ont également tendance à être très inflammatoires. Le besoin d'un adhésif capable de lier l'os et d'aligner de petits fragments sans inflammation est urgent. De plus, dit Karp, le nouvel adhésif est unique en ce qu'il peut être appliqué sur une surface humide sans s'éloigner du site de la blessure. Les colles ont tendance à être très salissantes et les chirurgiens ont de grandes difficultés à les manipuler dans des environnements humides, dit-il. Il est difficile de les placer directement sur le site d'intérêt.
Un lien étroit : Une image au microscope électronique à balayage de deux billes de verre cimentées ensemble par un ver de château de sable et retirées du tube du ver (en médaillon). L'image plus grande est un gros plan de la connexion, qui a été faite à l'aide de l'adhésif du ver.
Stewart et ses collègues pensent que l'adhésif peut être utilisé en complément des fils, des broches et des plaques - les gros morceaux peuvent être maintenus en place avec du matériel, tandis que les petits morceaux peuvent être recollés. et les vis peuvent causer des dommages esthétiques permanents, la colle pourrait potentiellement être injectée avec une seringue, évitant ainsi une chirurgie ouverte.
L'un de nos défis est de maintenir de très petites pièces dans un alignement très précis. Nous avons juste besoin de les maintenir là jusqu'à ce qu'ils guérissent, juste six semaines, dit Thomas Higgins , chirurgien orthopédiste à la faculté de médecine de l'Université de l'Utah, spécialisé dans les fractures articulaires et a consulté Stewart sur les applications cliniques de l'adhésif. Avoir quelque chose qui est liquide et prendrait un état plus rigide lorsque vous le mettez [dans le corps], ce serait beaucoup plus facilement applicable et beaucoup plus polyvalent que ce que nous utilisons actuellement, dit-il. C'est encore préliminaire, mais c'est très prometteur.
Au-delà de la liaison des os, l'adhésif est prometteur pour un certain nombre d'applications en environnement humide, allant de la réparation des dents fêlées à la réparation des fissures corrosives sur les navires hors de la cale sèche. Il sera très intéressant pour un dentiste ou un chirurgien orthopédiste d'envisager [ce type de matériau] comme stratégie de réparation osseuse et dentaire, dit Herbert Waite , un biochimiste de l'Université de Californie à Santa Barbara qui n'a pas participé à la recherche.
Karp note qu'il y a encore beaucoup de travail à faire. L'idée de former de la colle en présence de sang peut être très différente de celle de la former sous l'eau de mer ou dans des conditions de laboratoire, dit-il. Mais il pense que le groupe est bien parti. Je pense que c'est une approche vraiment intéressante et nouvelle, pour mieux comprendre la biologie du ver des châteaux de sable pour créer de nouveaux adhésifs, dit Karp. L'évolution est le meilleur résolveur de problèmes. Il n'y a rien qui puisse rivaliser avec lui.