Un implant biocéramique s'est avéré stimuler la régénération de l'os naturel du crâne, de sorte que même les grands défauts crâniens peuvent être réparés d'une manière qui n'était pas possible auparavant. La recherche, menée depuis l'Université de Göteborg, est maintenant présentée dans la revue scientifique PNAS.
Reconstruire des lésions osseuses et des tissus mous majeurs du crâne après un accident ou le traitement d'une tumeur cérébrale, d'un caillot sanguin ou d'une hémorragie est un défi difficile. Dans le monde entier, la pratique clinique courante consiste à transplanter de l'os ou à utiliser des implants en plastique ou en métal.
La transplantation osseuse ailleurs dans le corps comporte des risques dans les deux sites – où le tissu est retiré et où il est placé. L'intégration d'implants en plastique ou en métal, par exemple, est inférieure à celle de l'os, et leur utilisation augmente donc le risque d'infection.
On pense que les facteurs de croissance et les cellules souches contribuent à la guérison, mais il n'a pas encore été démontré qu'ils présentent des avantages évidents après administration dans de grandes anomalies du crâne humain.. «
Peter Thomsen, professeur, Biomatériaux, Université de Göteborg
Thomesen est responsable de la présente étude.
Voir grandir l'os du crâne
Au lieu de cela, sous la direction de Thomsen, les chercheurs ont utilisé un nouveau matériau biocéramique imprimé en 3D, attaché à un cadre en titane en forme de partie manquante de l'os du crâne. Pour la première fois, ils ont montré que les gros défauts crâniens peuvent guérir grâce à une nouvelle formation osseuse, sans ajout de facteurs de croissance ou de cellules souches.
Dans les expériences, l'implant biocéramique s'est transformé en os, avec une composition impossible à distinguer de l'os naturel. Des expériences avec des implants contenant uniquement du titane ont également abouti à la formation d'os, mais uniquement à côté de l'os hôte.
«Nous pouvons voir l'os du crâne se développer, non seulement sur les parties restantes du crâne, mais également au centre du défaut lui-même», explique Thomsen.
«Toutes les cellules que nous connaissons impliquées dans la formation et le remodelage osseux sont recrutées ou sont en place dans la partie centrale du défaut et dans les tissus mous où la biocéramique a été insérée. Ce qui se passe, c'est que le constituant principal de la biocéramique , monétite, se transforme en un autre matériau du corps: l'apatite », ajoute-t-il.
Répartition progressive
Les expériences ont été réalisées sur des moutons, et les résultats ont pu être confirmés chez l'homme, un individu, où la biocéramique, 21 mois après l'intervention, était devenue un tissu avec une structure et une composition similaires à l'os naturel. Ce processus est appelé ostéoinduction.
Derrière l'étude se trouvent des chercheurs de l'Académie Sahlgrenska, de l'Université de Göteborg, de l'Institut Karolinska et de l'Université d'Uppsala.
Les premiers auteurs sont Omar Omar, professeur agrégé de biomatériaux à Göteborg, et professeur associé Thomas Engstrand, Université d'Uppsala.
Håkan Engqvist, professeur de science appliquée des matériaux à Uppsala, a été responsable du développement du matériau implanté et de sa composition. Il souligne que la biocéramique innovante se décompose relativement lentement.
« La combinaison de la composition de la céramique et de sa lente dégradation s'est avérée extrêmement bonne pour la formation osseuse dans les grands défauts crâniens. »
Peter Thomsen souligne la nécessité de poursuivre les recherches, à la fois pour étudier les processus moléculaires et sous la forme d'études cliniques supplémentaires.
«Ce principe sera en concurrence avec les principes de traitement existants de la transplantation osseuse et des implants plastiques et métalliques», conclut-il.
La source:
Référence du journal:
Omar, O., et al. (2020) Régénération osseuse in situ de grands défauts crâniens à l'aide d'implants en céramique synthétique avec une composition et un design sur mesure. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2007635117.
