Le groupe Biomatériaux, biomécanique et ingénierie tissulaire (BBT) de l’UPC dirige le projet international Bio-TUNE, qui vise à développer des matériaux multifonctionnels à haut potentiel antibactérien et à intégration tissulaire efficace. Le consortium est composé de dix équipes de recherche d’Europe, d’Amérique et d’Asie, et est financé par le programme Horizon 2020 de l’UE.
Après la transfusion sanguine, la greffe osseuse est la procédure la plus courante dans le monde, avec plus de 2,2 millions de procédures réalisées chaque année. Cependant, il a encore des limites car il s’agit d’un processus douloureux et coûteux qui peut présenter des risques pour le patient, tels que le rejet de greffe et la transmission de maladies.
Lorsque la procédure n’est pas possible ou que la greffe osseuse échoue, des alternatives telles que les prothèses sont envisagées. Certaines des prothèses les plus courantes remplacent les articulations de la hanche et du genou, avec un million d’interventions réalisées aux États-Unis et dans l’UE chaque année. Cependant, 10 % des prothèses finissent par échouer principalement en raison d’un manque d’intégration avec le tissu osseux environnant – un processus appelé ostéointégration – et de la survenue d’infections, qui favorisent la formation de biofilms bactériens résistants aux défenses du système immunitaire et aux antibiotiques.
Résoudre ces deux problèmes est l’objectif de Bio-TUNE, un projet dirigé par le Groupe Biomatériaux, Biomécanique et Ingénierie Tissulaire (BBT) de l’Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech (UPC), avec le chercheur Carles Mas comme chercheur principal. Le projet vise à développer des matériaux multifonctionnels à fort potentiel antibactérien et à intégration tissulaire efficace.
L’objectif est de minimiser les risques des implants, comme l’explique Mas, également professeur à la Barcelona East School of Engineering (EEBE) : « Les implants médicaux ont encore aujourd’hui des taux d’échec trop élevés. Bio-TUNE vise à répondre aux deux principaux problèmes de ces procédures à la fois en développant de nouveaux matériaux qui améliorent l’intégration tissulaire des implants tout en inhibant efficacement l’adhérence bactérienne aux surfaces.
Pour atteindre ces objectifs, Bio-TUNE suit une stratégie en trois volets : « Premièrement, nous essayons de comprendre les mécanismes impliqués dans l’interaction des cellules et des bactéries avec les surfaces des implants. Deuxièmement, sur la base de ces connaissances, nous développons des stratégies pour contrôler ces mécanismes. , en s’inspirant de la nature et des processus naturels qui permettent la régénération osseuse ou inhibent l’adhésion bactérienne.Enfin, Bio-TUNE vise également à évaluer comment ces nouvelles stratégies pourraient se traduire par des produits innovants ayant un impact significatif sur la société, conduisant à terme à des taux de réussite plus élevés dans les implants dentaires et orthopédiques, par exemple. Cela permettrait d’éviter des chirurgies supplémentaires et les complications associées.
Recherche multidisciplinaire
Le projet Bio-TUNE est mis en œuvre par un consortium de dix groupes de recherche, universités et institutions d’Europe, d’Asie et d’Amérique du Sud. Il rassemble des experts en biologie, science et ingénierie des matériaux, biomédecine, pharmacie, chimie et autres disciplines connexes. Jusqu’à présent, des capteurs ont été conçus pour surveiller l’activité cellulaire et différencier le comportement cellulaire et bactérien. Des surfaces avec des motifs et des reliefs à l’échelle nanométrique qui améliorent les interactions matériau-cellule ont également été développées. Par ailleurs, des travaux ont été menés sur le développement d’agents bactéricides en identifiant des molécules susceptibles de remplacer les antibiotiques, répondant ainsi au problème actuel de la résistance aux antibiotiques. Ces solutions seront mises en œuvre dans des revêtements et des matériaux multifonctionnels pour simultanément favoriser l’intégration tissulaire et prévenir la prolifération des germes.
Bio-TUNE est financé par le programme Horizon 2020 de l’UE dans le cadre de l’action Marie Skłodowska-Curie RISE, qui promeut la recherche et la collaboration internationale tout en favorisant les échanges de personnel de recherche et d’innovation. 23 chercheurs associés au projet ont entrepris des visites de recherche dans le monde entier et continuent de contribuer par leur travail et leurs connaissances à faire avancer la science.
