Les récentes innovations technologiques qui ont permis de générer du plasma à température ambiante et à atmosphère ambiante dans ce qu’on appelle le plasma à pression atmosphérique non thermique (NTAPP) ont donné aux scientifiques japonais l’opportunité d’appliquer les propriétés thérapeutiques de ce « quatrième état de la matière ». à la régénération osseuse.
Dans une étude publiée dans PLOS UN, des chercheurs de la Graduate School of Medicine et de la Graduate School of Engineering de l’Université de la ville d’Osaka ont découvert une utilité du NTAPP dans la guérison des fractures osseuses à l’aide d’un NTAPP de type crayon dans des modèles de défauts osseux animaux.
» Le NTAPP est considéré comme une nouvelle méthode thérapeutique « , déclare le premier auteur Akiyoshi Shimatani, » car il a été démontré qu’il accélère la croissance cellulaire lorsqu’il est appliqué à des niveaux suffisamment bas « . Dans une atmosphère ambiante, il peut générer des espèces hautement réactives d’oxygène et d’azote (RONS) qui peuvent être directement exposées à des cibles biologiques telles que des cellules et des tissus, selon le chercheur.
Les traitements indirects ont montré les avantages potentiels du plasma pour soutenir la création de cellules souches qui provoquent des espèces réactives de l’oxygène et pour induire la différenciation ostéogénique et la formation osseuse, cependant, comme le souligne l’équipe, il n’existe aucun rapport sur l’utilisation directe du NTAPP pour le traitement des fractures osseuses.
L’exposition directe au NTAPP est un élément clé de cette étude. Cela nécessitait un appareil spécialement conçu pour générer et délivrer des RONS dans les zones du défaut osseux « efficacement ».
Jun-Seok Oh, professeur à la Graduate School of Engineering de l’OCU et conseiller de l’étude
Le groupe de recherche a développé un dispositif plasma de type crayon capable de générer et d’administrer efficacement des RONS à un modèle animal présentant un défaut osseux critique bien établi, permettant à l’équipe de rechercher les conditions d’irradiation optimales. En comparant les groupes qui ont été irradiés avec du NTAPP pendant 5, 10 et 15 minutes aux groupes témoins sans plasma administré, les images micro-CT à huit semaines ont montré que le temps de traitement de 10 minutes était la régénération osseuse la plus réussie avec un volume osseux 1,51 fois plus important que le groupe témoin.
« Cependant, les images micro-CT ne peuvent pas déterminer si un défaut osseux a été rempli d’os, de tissus ou des deux », explique Hiromitsu Toyoda, professeur agrégé à la Graduate School of Medicine et auteur de l’étude. Par conséquent, l’équipe a également effectué une analyse histologique et a confirmé que « les défauts osseux dans les groupes traités avec du plasma étaient remplis d’os nouveau et qu’il n’y avait pas d’inclusion, telle que du tissu fibreux et des lacunes observées dans le groupe témoin », poursuit le professeur.
Comme d’autres formes de thérapie, l’effet biologique du plasma dépend de la dose de traitement délivrée aux cibles. Bien que des recherches futures soient nécessaires pour clarifier pourquoi l’étude a vu la plus grande régénération osseuse au cours de la période de traitement de 10 minutes, il est entendu que la mouillabilité de la surface favorise une plus grande propagation cellulaire et une plus grande adhérence aux biomatériaux et aux implants. « Nous nous sommes demandé si quelque chose de similaire se produisait là où nous avons vu une forte génération de nouvel os. » dit Hiroaki Nakamura, professeur à la Graduate School of Medicine et conseiller de l’étude, « et nous avons constaté que par rapport au groupe témoin, la surface osseuse du groupe traité au plasma était statistiquement et significativement plus hydrophile ».
Bien qu’il reste encore beaucoup à explorer et à comprendre en termes de dose de traitement, pour la première fois, l’application directe du plasma atmosphérique à température ambiante à un corps vivant a connu un résultat positif. L’équipe de recherche espère que le dispositif à plasma qu’ils ont développé pourra devenir quelque chose utilisé pendant la chirurgie pour apporter l’effet de régénération osseuse du NTAPP à divers domaines médicaux.
