Équilibrer la force et la dégradation des biomatériaux

Les chercheurs ont découvert que l’acide succinique – un produit naturellement présent dans le corps – pourrait être utilisé pour contrôler la dégradation d’un nouveau biomatériau polyester créé pour être utilisé dans la réparation des tissus mous ou l’électronique flexible. Un tel contrôle pourrait permettre le développement de biomatériaux qui imiteraient l’élasticité et la résistance des tissus biologiques tout en se biodégradant au besoin pour la guérison.

L’équipe composée de chercheurs de l’Université de Birmingham et de l’Université Duke a développé le biomatériau et a découvert qu’il pouvait contrôler la vitesse à laquelle l’eau pénètre dans le matériau (et donc la vitesse de dégradation) en ajoutant des quantités variables d’acide succinique, ont-ils rapporté dans une étude publiée dans Communication Nature.

Les changements dans la structure du matériau qui augmentent la vitesse de dégradation entraîneraient généralement une perte de résistance, mais ce biomatériau a été conçu avec une stéréochimie spécifique qui imite le caoutchouc naturel et permet de contrôler finement ses propriétés mécaniques, ont partagé les chercheurs dans un communiqué de presse. « Cela signifie que toute perte de résistance peut être compensée par des ajustements stéréochimiques appropriés. Il s’agit d’une avancée significative qui n’a jusqu’à présent été réalisée dans aucun autre biomatériau dégradable », selon le communiqué. Par exemple, l’équipe a pu contrôler progressivement la dégradation du biomatériau polyester sur une période de quatre mois, des tissus sains se développant dans l’implant et remplaçant éventuellement celui-ci. Des tests sur des rats ont confirmé la biocompatibilité et la sécurité du matériau, ont-ils rapporté.

Le professeur Andrew Dove de l’Université de Birmingham, chercheur principal et co-auteur de l’étude, a expliqué dans le communiqué : « Les tissus biologiques sont complexes avec des propriétés élastiques variables. Des efforts pour produire des substituts synthétiques qui ont les bonnes caractéristiques physiques et qui peuvent également se dégrader dans le corps sont en cours depuis des décennies.

« Une partie du défi est qu’une approche ‘taille unique’ ne fonctionne pas », a-t-il poursuivi. « Notre recherche ouvre la possibilité de concevoir des implants biologiques avec des propriétés qui peuvent être affinées pour chaque application spécifique. »

Le professeur Matthew Becker de Duke a ajouté : « Les matériaux que nous avons développés offrent une réelle avancée dans la recherche continue de nouveaux biomatériaux. La nature ajustable du matériau le rend adapté à une gamme d’applications différentes, du remplacement de l’os aux stents vasculaires en passant par l’électronique portable. Des travaux supplémentaires pour prouver la biocompatibilité du matériau et son utilisation dans des démonstrations plus avancées sont en cours. »

La recherche a été financée par la National Science Foundation, la John S. and James L. Knight Foundation, la European Research Foundation et le National Health and Medical Research Council of Australia. La technologie fait l’objet de demandes de brevet internationales déposées par l’Université de Warwick et l’Université d’Akron.