Pourrons-nous bientôt réparer nos genoux grâce à l’imprimante 3D ? Un nouveau matériau à base d’hydrogel semblable au cartilage et imprimé en 3D pourrait bientôt permettre des réparations de genoux simples et peu coûteuses.
Le cartilage est un tissu hautement spécialisé permettant le glissement des surfaces osseuses et de résister aux forces de compression et d’élasticité. En raison de sa composition cellulaire unique et du manque de vascularisation, le cartilage articulaire a donc une capacité limitée de régénération suite à une blessure. Chacun de nos genoux comporte deux ménisques en forme d’oreille, assis entre la cuisse et le tibia et qui amortissent chacun de nos pas. Si ces supports sont endommagés, la marche devient alors pénible et le risque d’arthrite augmente. Lorsque nous atteignons l’âge adulte, ces ménisques endommagés ne peuvent être soignés correctement et sont souvent remplacés. Le problème est que les implants d’aujourd’hui ne sont pas aussi résistants ou élastiques. Un nouveau matériau à base d’hydrogel semblable au cartilage et imprimé en 3D pourrait en revanche permettre des réparations de genoux simples et peu coûteuses.
Les hydrogels sont des polymères insolubles dans l’eau et capables de constituer une sorte de gel avec un énorme pouvoir absorbant. Ils peuvent parfois contenir jusqu’à 99 % d’eau dans leur forme finale. Les produits obtenus possèdent un haut degré de flexibilité comparable aux tissus vivants et comme ils sont constitués en grande partie d’eau, ils sont naturellement compatibles avec ces tissus. Partant du principe que le ménisque se compose de deux couches complémentaires (un milieu rigide et une couche extérieure douce), des chercheurs ont combiné à la fois un hydrogel solide et un hydrogel extensible pour tenter d’obtenir un matériau aussi proche du cartilage que possible. Ils ont également ajouté une argile de nanoparticules pour rendre la substance souple en cas de tension, mais qui se durcit rapidement.
« Les deux réseaux sont tissés les uns dans les autres », explique Feichen Yang, l’un des membres de l’équipe. « Et cela rend tout le matériel extrêmement fort ». Imprimé en 3D, ces nouveaux « renforts » pourraient alors être individualisés pour chaque patient. Cela ne coûterait « que » 300 dollars et ils pourraient être fabriqués en un jour seulement. De plus, l’avantage de l’impression 3D en santé médicale est que les « pièces de rechange » du corps peuvent être fabriquées sur commande. Grâce à la tomographie par ordinateur (CT) ou à l’imagerie par résonance magnétique (IRM), les médecins peuvent déterminer comment les implants doivent être conçus et ensuite « rentrer » ces informations dans une imprimante 3D. Il faut aussi que nous ayons des matériaux artificiels qui puissent faire le travail derrière et s’adapter aux tissus naturels déjà existants.
Les chercheurs admettent que nous n’en sommes qu’aux débuts de ces recherches, mais nous savons maintenant qu’il est possible de développer des hydrogels avec des propriétés similaires au cartilage qui peuvent également être manipulés avec une imprimante 3D. De prochaines recherches permettront sans doute que de nouveaux matériaux imprimables encore plus proches du tissu humain puissent être développés.
