Le biomatériau pourrait permettre aux médecins de « sculpter » les traits délicats du visage

Un nouveau biomatériau peut aider les chirurgiens à reconstruire les structures molles et délicates du visage humain, comme les joues, après qu'une maladie ou une blessure ait causé une défiguration. Le matériau, à moitié synthétique et à moitié biologique, peut être injecté sous la peau sous forme liquide, massé en forme, puis verrouillé définitivement par exposition à la lumière.

Sous les projecteurs: Les chercheurs utilisent une LED à lumière verte pour rigidifier un matériau expérimental qui a été injecté sous la peau d'un rat.

Les tissus mous sont difficiles à remplacer, surtout au niveau du visage. Nous avons des métaux et des plastiques pour vos os, dit Jennifer Elisseeff , lauréat du TR35 en 2002 et l'un des chercheurs sur un article publié dans Science Médecine translationnelle qui décrit le travail. Mais les chirurgiens manquent de bons substituts pour des choses comme les joues et les lèvres, et même de légères déformations peuvent entraîner de graves problèmes sociaux et émotionnels pour les patients. Les implants existants sont souvent insuffisants pour reconstruire des défauts plus importants, tels que ceux laissés par des excisions tumorales ou un traumatisme extrême.

Alexandre Hillel et ses collègues de l'Université Johns Hopkins ont créé un nouveau type de matériel de transplantation qui résout ces problèmes. C'est un mélange d'acide hyaluronique, un matériau biologique déjà utilisé comme implant de tissus mous, et de polyéthylène glycol, un matériau synthétique. Le mélange est un polymère liquide qui peut être injecté, évitant ainsi la nécessité d'une intervention chirurgicale. Une fois injecté, le matériau peut être sculpté dans la forme nécessaire. Lorsqu'il est exposé à la lumière de longueurs d'onde spécifiques, l'enchevêtrement désordonné des chaînes polymères dans l'implant liquide se réorganise en une forme hachurée stable, raidissant l'implant.

Le fait que la LED utilise la lumière visible pour fixer l'implant est important, dit Farshid Guilak , professeur de chirurgie orthopédique et de génie biomédical à l'Université Duke : La lumière visible est beaucoup plus sûre que la lumière UV, qui peut avoir un certain nombre d'effets indésirables, principalement des dommages à l'ADN et la mort cellulaire.

Ali Khademhosseini , professeur agrégé à la division des sciences et technologies de la santé de Harvard-MIT, affirme que le nouveau matériau est très prometteur. À ma connaissance, c'est la plus éloignée qu'une telle approche ait été prise, car l'article comporte des études approfondies sur les animaux ainsi que des études pilotes sur l'homme, dit-il.

Pour poser les implants, les chercheurs ont conçu un réseau de LED à lumière verte pouvant pénétrer jusqu'à quatre millimètres de peau. Il ne faut que deux minutes d'exposition avant que l'implant ne durcisse complètement et il n'y a eu aucun effet secondaire douloureux.

Pour tester les implants, les chercheurs les ont injectés dans le dos de rats. Ils ont ensuite testé plusieurs ratios d'acide hyaluronique et de polyéthylène glycol, en examinant combien de temps chacun a duré. Les différents mélanges ont différents niveaux d'élasticité et de durabilité, permettant aux cliniciens d'affiner les propriétés physiques d'un implant pour leurs besoins. Les implants les plus durables l'ont fait pendant près de 500 jours avant d'être complètement résorbés dans le corps des rats. Cela signifie que les implants devront peut-être être remplacés après environ un an, bien qu'Elisseeff espère qu'ils serviront d'échafaudage pour la croissance de nouveaux tissus.

Les chercheurs ont organisé une étude clinique pilote au Canada. Ils ont injecté de petits implants dans l'estomac de trois patients devant subir une abdominoplastie. Les implants ont duré environ 12 semaines, le seul problème étant l'inflammation autour de l'implant. Elisseeff dit que l'inflammation pourrait être le résultat d'une irritation causée par la rigidité des implants, une réaction aux produits chimiques de l'implant ou un sous-produit du tissu adipeux entourant le site de l'implant. Elle pense que le problème sera relativement facile à surmonter.

La prochaine étape, dit Elisseeff, est un essai clinique à grande échelle. Elle travaille également sur des moyens de fabriquer des implants de tissus mous avec un minimum de composants synthétiques. La vision à long terme est d'essayer d'amener ces technologies [d'ingénierie tissulaire] à la pratique clinique, dit-elle. Bien qu'il faille généralement beaucoup de temps pour utiliser de telles techniques, elle est convaincue que son travail actuel sera transféré à la clinique, car il est conçu pour répondre aux besoins cliniques.

Melissa Knothe Tate , professeur au département de génie biomédical de l'Université Case Western, est optimiste. Obtenir des tissus fonctionnels au bon endroit au bon moment a été un obstacle majeur dans le domaine de l'ingénierie tissulaire, dit-elle. Elle ajoute que cette technologie et d'autres récemment publiées pourraient indiquer une nouvelle ère de la médecine régénérative, imitant la capacité du corps à construire de nouveaux tissus.

Khademhosseini trouve également les résultats encourageants. J'espère que l'article cèdera la place à une nouvelle génération d'applications basées sur les biomatériaux dans le remplacement des tissus mous, dit-il.

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