- Un nouveau cartilage artificiel retient le cartilage pendant au moins 100 000 cycles.
- Les médecins peuvent remplacer les articulations, mais le cartilage reste à la fois insaisissable et très recherché.
- Ce matériau est une combinaison tissée de trois hydrogels polymères.
Des scientifiques de l’Université Duke ont mis au point un nouveau cartilage synthétique qui, selon eux, peut fonctionner même dans le genou humain. L’hydrogel révolutionnaire pourrait éliminer le besoin de centaines de milliers d’arthroplasties du genou chaque année, ainsi que plusieurs milliers d’autres arthroplasties.
Le nouvel analogue du cartilage est composé de trois hydrogels — des polymères boostés avec de l’eau absorbée — avec des structures différentes, qui sont « tissées » ensemble pour former une structure d’amortissement multidirectionnelle flexible et redondante. C’est comme un panier enveloppé dans un filet souple.
Lorsque le matériau est étiré, rapporte Science Alert, le troisième polymère est celui qui maintient le tout intact. Pendant ce temps, les deux premiers polymères, qui sont chargés négativement, « se repoussent et collent à l’eau, de sorte que la forme originale peut être restaurée. »Les scientifiques élaborent:
« L’hydrogel a le même module d’agrégat et la même perméabilité que le cartilage, ce qui entraîne la même déformation dépendante du temps sous compression confinée. L’hydrogel n’est pas cytotoxique, a un coefficient de frottement inférieur de 45% à celui du cartilage et est de 4.4 fois plus résistant à l’usure qu’un hydrogel PVA. »
Dans des tests extrêmement longs, la structure du microbasket en hydrogel a été réalisée ainsi que le cartilage.
Pourquoi le cartilage artificiel est-il si demandé et si insaisissable? Pour commencer, le remplacement du genou est une chirurgie sérieuse. C’est invasif et douloureux, avec une récupération qui implique une thérapie physique régulière commençant presque le même jour pour éviter la perte de mobilité dans l’articulation. Même ainsi, comme une hanche ou même un canal radiculaire, les nouvelles articulations n’ont qu’une durée de vie d’environ 20 ans avant de devoir être remplacées à nouveau.
Ce n’est pas une mauvaise science ou une malversation médicale — c’est juste un témoignage de la portance, de la dynamique et de l’excellente mécanique d’une articulation du genou fonctionnelle. Il existe des raisons médicales autres que le cartilage selon lesquelles les gens doivent subir une arthroplastie du genou, mais le cartilage est souvent le chaînon manquant.
Les scientifiques peuvent remplacer les os durs et robustes par d’autres choses. Ils peuvent travailler sur la conception mécanique du joint. Le cartilage, cependant, est spécial. Il est extrêmement résistant, mais reste flexible et amorti pour, idéalement, toute notre vie. Imaginez une voiture qui a fonctionné pendant 80 ans avec un moteur qui avait les mêmes 5 litres d’huile pendant tout ce temps.
La grande nouvelle? C’est « le premier hydrogel avec la force et le module du cartilage à la fois en tension et en compression, et le premier à présenter une résistance à la fatigue à la traction équivalente au cartilage à 100 000 cycles », expliquent les chercheurs.
Si un pas représente un cycle du genou, 100 000 cycles équivaut à environ 57 miles pour quelqu’un qui fait des pas de trois pieds. Et comme ce n’est que le premier hydrogel à franchir cette étape, ce n’est pas nécessairement le plafond.
Malgré cela, l’introduction d’un cartilage artificiel efficace pourrait sauver beaucoup de gens de la chirurgie ou même prolonger la durée de vie des genoux artificiels qui doivent encore être installés. Tout d’abord, les chercheurs doivent le tester in situ avec des sujets animaux. Si cela se passe bien, les humains pourraient être les prochains.