Dans le domaine de la médecine orthopédique, le défi de la gestion des malformations osseuses infectées (MII) demeure un obstacle important. L’avènement des biomatériaux avancés a ouvert de nouvelles voies d’innovation, notamment dans le développement d’échafaudages de régénération osseuse capables non seulement de favoriser la croissance osseuse, mais également de combattre les infections. Une étude récente, publiée dans Frontières du BMEprésente un échafaudage révolutionnaire de régénération osseuse à double fonction, désigné sous le nom de Qx-D, qui est extrêmement prometteur pour le traitement des MII.
La recherche, menée dans le but d'améliorer la prise en charge précoce et les résultats chirurgicaux des infections osseuses, s'est concentrée sur la modification de la matrice osseuse déminéralisée (DBM), un matériau d'origine naturelle connu pour son potentiel ostéogénique. Le DBM, bien qu’efficace pour induire la régénération osseuse, manque de propriétés antimicrobiennes, ce qui le rend vulnérable aux infections. Pour surmonter cette limitation, l’équipe de recherche a introduit un sel d’ammonium quaternaire macromoléculaire (QPEI) dans la structure du DBM.
Grâce à une réaction de base de Schiff facile, une série d’échafaudages Qx-D avec des rapports d’alimentation réglables ont été synthétisés. Ces échafaudages présentaient des propriétés antibactériennes marquées contre une gamme de bactéries, notamment les souches Gram-positives et Gram-négatives, telles que Staphylocoque doré (S. aureus), résistant à la méthicilline S. aureus (SARM), et Escherichia coli (E. coli). L'efficacité antibactérienne de Qx-D a atteint le chiffre impressionnant de 99,9 %, démontrant son activité antibactérienne à large spectre.
Outre ses propriétés antibactériennes, Qx-D a également démontré une bonne biocompatibilité. Des études in vitro ont montré que l'échafaudage soutenait l'adhésion et la différenciation des cellules stromales de la moelle osseuse (BMSC), un type de cellule clé impliqué dans la régénération osseuse. De plus, les résultats de la coloration à la phosphatase alcaline (ALP) ont indiqué que Qx-D avait un effet positif sur la différenciation ostéogénique des BMSC, sans affecter de manière significative l'activité cellulaire.
Les performances in vivo de Qx-D ont été évaluées à l’aide d’un modèle de rat présentant des défauts osseux infectés. Les résultats ont montré que l’implantation de Qx-D réduisait efficacement l’inflammation et favorisait la régénération osseuse. Les images de tomodensitométrie (TDM) ont révélé que le défaut était presque complètement fermé dans le groupe Qx-D, avec un rapport volume osseux/volume total (BV/TV) significativement plus élevé que dans le groupe témoin.
Cette étude fournit des informations importantes sur le développement d’échafaudages osseux à double fonction pour le traitement des défauts osseux infectés. L'échafaudage Qx-D, avec sa combinaison de propriétés antibactériennes et ostéogéniques, offre une alternative prometteuse aux méthodes de traitement actuelles qui reposent souvent sur des antibiotiques, qui peuvent entraîner une résistance aux médicaments et d'autres complications.
L'équipe de recherche estime que Qx-D a le potentiel de révolutionner le traitement des défauts osseux infectés, en améliorant les résultats pour les patients et en réduisant le fardeau des infections osseuses dans les cliniques orthopédiques. Avec des développements plus poussés et des essais cliniques, Qx-D pourrait devenir une option de soins standard pour les patients présentant des anomalies osseuses infectées, apportant ainsi un nouvel espoir à ceux qui luttent contre cette maladie difficile.
