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Une équipe de l’INRS a mis au point un enrobage pour implants à base de carapaces de crevettes, de collagène et de verre pour favoriser la cicatrisation et réduire le risque de rejet.
Les propriétés bioactives limitées des implants traditionnels peuvent entraîner un temps de guérison plus long et un risque de rejet plus élevé. Photo : Adobe Stock
Les revêtements bioactifs jouent un rôle clé dans le succès de l’implantation de prothèses comme celles du genou ou de la hanche, car leurs propriétés induisent une réponse biologique bénéfique pour la santé. Le doctorant Imran Deen et le professeur Federico Rosei de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS) travaillent donc sur ce type d’enrobage, qui imite le tissu osseux.
« Les implants traditionnels en métal, en céramique ou en polymère ont des propriétés bioactives limitées. Le processus de guérison peut être long et le risque de rejet plus élevé. Il est donc urgent de développer une nouvelle génération de matériaux pour implants, capable de mieux se lier au corps », souligne le professeur Rosei.
Des matériaux bioactifs
L’équipe de recherche travaille sur un revêtement prometteur, composé de trois matériaux bioactifs. Le chitosane, présent dans les carapaces de crevettes, possède des propriétés antimicrobiennes. Le collagène, composant organique de l’os, sert d’échafaudage vers lequel les cellules osseuses peuvent migrer et croître. Enfin, le verre phosphate dopé au cuivre stimule la formation de vaisseaux sanguins et la reconstruction osseuse.
« La possibilité d’user de revêtements de ce type permet de fabriquer des implants avec des propriétés biologiques sur mesure. C’est prometteur pour les applications biomédicales, car ces enrobages peuvent fournir une meilleure connexion entre le corps et l’implant. »
Imran Deen, étudiant au doctorat en sciences de l’énergie et des matériaux
Une méthode de déposition novatrice
Le procédé utilisé par l’équipe pour fabriquer ce revêtement est le dépôt électrophorétique. L’implant y agit comme une électrode sur laquelle sont déposées les particules de matériaux bioactifs, formant ainsi une couche. Cette méthode n’endommage ni la structure ni les propriétés des matériaux bioactifs. Et, contrairement aux autres processus de déposition utilisés actuellement, celui-ci peut être réalisé sur des formes complexes à une température et à une pression atmosphérique ambiantes standards, sans équipements coûteux.
Ce procédé est également polyvalent, puisque la déposition peut facilement être adaptée à des applications particulières, telles que les revêtements hydrophiles et antimicrobiens, les surfaces de reconstruction osseuse ou les revêtements biologiquement et chimiquement inertes. En effet, cette technique pourrait être utilisée dans la fabrication d’endoprothèses (ou stent) coronaires ou veineuses, lors de greffes osseuses ou dans l’environnement médical pour éviter la transmission des bactéries, et les infections biologiques qui peuvent suivre.
L’équipe souhaite maintenant poursuivre ses travaux afin de valider cette preuve de concept, particulièrement sur le plan biologique. Il faudra entre autres mesurer la prolifération cellulaire à la surface du revêtement et évaluer l’adhésion des tissus in vivo à ce dernier avant qu’il ne puisse être utilisé pour des applications cliniques.
À propos de l’étude
L’article « Electrophoretic deposition of collagen/chitosan films with copper-doped phosphate glasses for orthopaedic implants », par Imran Deen, Gurpreet Singh Selopal, Zhiming M. Wang et Federico Rosei, a été publié dans le Journal of Colloid and Interface Science. L’étude a reçu du financement du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, des Chaires de recherche du Canada, de la Chaire de l’UNESCO sur les matériaux et les technologies pour la conversion, l’économie et le stockage de l’énergie et de la University of Electronic Science and Technology of China.
