Les déchirures du ménisque sont des blessures aux genoux courants qui ont longtemps frustré les patients et les médecins en raison des options de réparation limitées. Un nouvel hydrogel imprimé en 3D fabriqué à partir de ménisque de vache pourrait transformer la façon dont ces blessures guérissent, selon les résultats d'une étude préclinique publiée dans Matières bioactives. des chercheurs de la Perelman School of Medicine de l'Université de Pennsylvanie.
Le ménisque est une structure complexe qui sert d'amortisseur critique dans le genou. Et les traitements à une taille unique ne sont pas toujours efficaces. En créant un traitement adaptable aux différents besoins des patients, les chercheurs pensent qu'ils ont peut-être débloqué une meilleure solution, peu importe où la blessure se produit dans un ménisque.
Nous avons développé un hydrogel qui peut être ajusté en fonction de l'âge du patient et des exigences de rigidité des tissus blessés, ce qui est important car le ménisque a différentes propriétés biochimiques et biomécaniques qui varient en fonction de l'emplacement du tissu. Les traitements actuels, y compris les méthodes de base de greffe, ne recréent pas entièrement ces différences complexes, conduisant à une mauvaise guérison. »
Su Chin Heo, PhD, auteur principal de l'étude, professeur adjoint de chirurgie orthopédique au McKay Orthopedic Research Lab à Penn
Les hydrogels sont des matériaux flexibles et absorbant l'eau couramment trouvés dans les produits de tous les jours comme les lentilles de contact et les couches pour bébé. Les chercheurs ont développé un hydrogel spécialisé en extrait d'abord les protéines du tissu de ménisque de vache donneur. Ces protéines ont ensuite dirigé de nouvelles cellules pour devenir les bons types de cellules de réparation pour le ménisque endommagé et ont été utilisées comme base pour les structures du traitement.
Pour éviter le rejet, l'équipe a retiré les composants cellulaires du tissu de vache tout en préservant son cadre structurel. Ce processus de «décellularisation» réduit le risque de réactions immunitaires lorsqu'il est implanté, ce qui rend le traitement à la fois plus sûr et plus efficace.
Pour personnaliser davantage les hydrogels, HEO et ses collègues chercheurs ont utilisé des techniques d'impression 3D pour tenir compte de la variation du tissu du ménisque. De cette façon, ils pouvaient correspondre plus étroitement aux tissus dans les zones qu'ils essayaient de réparer. Les tissus incompatibles pourraient ne pas bien guérir.
« Dans nos études animales, nous avons vu que l'hydrogel s'intègre bien aux tissus environnants, offrant potentiellement aux patients une récupération plus complète », a déclaré le premier auteur de l'étude Se-Hwan Lee, PhD, boursier post-doctoral dans le laboratoire McKay. « C'est une solution plus précise et biologiquement appariée. Nous pensons que cela pourrait surpasser les traitements actuels. »
L'équipe passe maintenant des petites études de mammifères aux grands modèles animaux.
« Notre premier objectif clinique sera de traiter les larmes de ménisque localisées plus petites », a déclaré Heo. « Une fois que nous avons réussi là-bas, je crois que nous pourrions nous développer à des blessures plus complexes dans le ménisque. »
L'étude a été soutenue par des subventions des National Institutes of Health (K01 AR07787, R21 R077700, P30 AR069619, R01 AR056624, R01 HL163168), la National Science Foundation (CMMI 1548571), et les États-Unis. Il a également été soutenu par le projet R&D de la R&D des technologies de la santé de Korea par l'intermédiaire du Korea Health Industry Development Institute (KHIDI), financé par le ministère de la Santé et du Welfare (HI19C1095) et du programme national de R&D par le biais de la National Research Foundation of Korea (NRF), financée par le ministère des Sciences et des TIC (RS-2024-00405574) en Corée du Sud.
