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Nov 18, 2023

Coquille d'oeuf

Des scientifiques du Centre national des sciences et technologies de l'Université

Des scientifiques de l'Université nationale des sciences et de la technologie du Centre pour les matériaux composites (NUST MISIS) en Russie développent un nouveau composite polymère-céramique bioactif dérivé de coquilles d'œufs communes qui peut être utilisé pour traiter les blessures au crâne et d'autres procédures chirurgicales osseuses.

L'os est si commun qu'il est facile de le tenir pour acquis, mais cela ne signifie pas qu'il ne s'agit pas d'un matériau remarquable. Une preuve en est qu'après plus d'un siècle d'efforts intenses, les scientifiques n'ont pas été en mesure de proposer une version synthétique pour les applications chirurgicales qui fonctionne aussi bien que l'original.

Un exemple simple de ceci est dans les cas où une section du crâne doit être remplacée en raison d'une fracture ou d'un défaut congénital qui laisse une partie du crâne dangereusement mince, la procédure habituelle consiste à remplacer la section endommagée ou défectueuse de os avec un en métal, en plastique ou en céramique. Mais aucun de ceux-ci n'est vraiment à la hauteur.

Une partie du problème est mécanique. La plaque artificielle peut être trop molle ou trop cassante, trop souple ou trop rigide, susceptible de changer de forme lorsque les températures changent, ou difficile à façonner et à ajuster correctement. Une autre est que la plupart de ces matériaux sont bioinertes. Autrement dit, ils n'interagissent pas avec les tissus vivants. Ceci est intentionnel car les chirurgiens ne veulent pas mettre d'implants dans le corps des gens qui pourraient provoquer des infections ou subir des rejets de tissus. Malheureusement, cela signifie également que ces implants ne peuvent pas vraiment devenir une partie du corps et agir davantage comme un composant naturel.

Pour surmonter cela, l'équipe NUST MISIS s'est penchée sur un polymère synthétique appelé polyméthacrylate de méthyle (PMMA) qui est couramment utilisé comme ciment osseux en raison de sa résistance et de ses propriétés d'auto-durcissement. Malheureusement, le PMMA n'est pas optimal car il est bioinerte, mais l'équipe a changé cela en ajoutant un biocéramique de silicate appelé diopside dérivé des coquilles d'œufs.

Selon l'équipe, le diopside est relativement non toxique, biodégradable et peut stimuler la croissance du tissu osseux à proximité, de sorte que l'implant peut éventuellement fusionner avec l'os au lieu d'être simplement cimenté à celui-ci.

"Les coquilles d'œufs ont des avantages pour la santé tels que la minéralisation et la croissance osseuse, le traitement de l'ostéoporose et sont donc utilisées comme greffe osseuse", explique Inna Bulygina, étudiante iPhD en sciences des biomatériaux à NUST MISIS. "Nous avons adopté une approche rentable de recyclage des biodéchets afin d'améliorer la qualité de vie des patients atteints de maladies osseuses. Pour la production de composites, du diopside obtenu à partir de coquilles d'œufs a été utilisé."

L'équipe a produit un matériau composite poreux PMMA / diopside au moyen d'une méthode de coulée de solvant, où un polymère thermoplastique est formé en trempant à plusieurs reprises un moule dans une solution du polymère, laissant derrière lui des couches de film. Différents échantillons du matériau ont été produits avec des proportions de 25, 50 et 75 % de diopside utilisées.

"Les échantillons contenant 50 % de diopside ont montré le meilleur résultat - ils ont démontré une multiplication par quatre de la résistance à la compression, et après quatre semaines de tests in vitro, ils ont montré une bonne capacité à déposer des minéraux osseux à leur surface", déclare Rajan Choudhary. , étudiant postdoctoral. "En même temps, nous avons constaté que les propriétés mécaniques des composites poreux obtenus correspondent aux propriétés de l'os spongieux du corps humain."

La recherche a été publiée dans le Journal of Asian Ceramic Societies.

Source : Université nationale des sciences et de la technologie