De la «colle» de micro-organismes marins pour les fractures d'os

Les colles produites par les organismes marins dans des environnements humides similaires à ceux de l'organisme sont capables de supporter des forces créées par des turbulences. Cela en fait d'excellentes sources d'inspiration pour le domaine de la connexion squelettique.

De plus en plus de données suggèrent que le silicium ou le «bioverre» est supérieur à l'hydroxyapatite (ou hydroxylapatite), une espèce minérale naturelle de l'os utilisée en thérapie osseuse. Les scientifiques élargissent la base des travaux antérieurs sur les colles synthétiques pour les tissus mous au domaine des tissus durs dans le cadre du projet DIADOM («Marine inspired biosilica-filled hydrogels»).

Les chercheurs ont développé un système d'hydrogel de ligation chimique native (LCN) modifié avec une phase de biosilicium. La LCN est un nouveau domaine pour l'application de la chimie de synthèse à la synthèse de protéines. Deux composants peptidiques se sont unis pour former une liaison peptidique au site de ligation, produisant simplement des échantillons purs de protéines difficiles à isoler des sources naturelles.

Le système DIADOM utilise des précurseurs de PEG (polyéthylène glycol) pour procéder à la réticulation d'un réseau de polymères sans la cytotoxicité. La biosilicium provient des organismes marins de culture durable cultivés à partir des déchets agricoles. Le système d'hydrogel de biosilicium se forme en moins de 3 minutes (délai de gélification) et semble tripler sa résistance à la déformation (module de Young) en 24 heures. La gélification rapide et la facilité d'utilisation sont très encourageantes pour fixer des fragments rapidement.

Les expériences in vitro préliminaires n'ont montré aucune preuve de cytotoxicité. Des études sont actuellement en cours pour tester la réponse cellulaire au système de biogel et ses intermédiaires qui pourraient être créés pendant la dégradation. Les chercheurs évalueront la cytotoxicité, les réactions à l'inflammation et la différenciation des cellules osseuse dans une variété de systèmes de modèles, y compris une lignée de cellules et des cellules stromales primaires de moelle osseuse humaine contenant des précurseurs ostéogéniques.

DIADOM démontre les bénéfices importants de la «colle» naturelle pour former des liaisons solides entre les os rapidement et aisément en tant que solution de remplacement pour l'hydroxyapatite. L'hydrogel à base de PEG à phase de biosilicium promet une gélification rapide et une réparation encore plus efficace et aisée des fractures multiples et fragmentations avec de petits morceaux. La technologie devrait apporter un énorme avantage au domaine de biomédecine et à ses patients.