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Les prouesses télévisées du héros des années 1970 reposaient sur une technologie fictive mêlant chair et métal. Si la création d’un surhomme n’est pas pour demain, la recherche progresse. Récemment, des chercheurs de l’université de Montréal ont mis au point un procédé d’optimisation des surfaces médicales métalliques. Objectif : créer des implants de haute qualité facilitant la tolérance de prothèses en métal par le corps humain.

La piste des nanotechnologies

Comment modifier la façon dont les métaux influent sur la croissance et le développement des cellules dans l’organisme ? En tirant partie des dernières découvertes en nanotechnologie. C’est ainsi qu’une équipe pluridisciplinaire a découvert que les surfaces peuvent stimuler directement les cellules, agissant sur leur croissance et leur développement. Parmi les bénéfices attendus : un traitement médicamenteux très allégé et moins d’effets indésirables pour le patient.

Des métaux aux surfaces intelligentes

« En utilisant la modification chimique, nous avons produit des métaux aux surfaces intelligentes. Elles interagissent positivement avec les cellules et aident à contrôler la réaction biologique de la guérison, déclare Antonio Nanci, auteur principal de l’étude et professeur à la Faculté de médecine dentaire de l’Université de Montréal. Cette découverte servira d’assise à la réalisation de nouveaux implants métalliques améliorés, lesquels devraient augmenter significativement les chances de succès des prothèses orthopédiques, dentaires et cardiovasculaires. »

Surfaces nanoporeuses : de nombreux atouts

Dr Nanci et ses collègues ont utilisé des composés chimiques pour modifier la surface de métaux biomédicaux courants comme le titanium. Le traitement de ces métaux avec des mélanges sélectionnés d’acides et d’oxydants a révélé des surfaces aux nano alvéoles caractéristiques de l’éponge. « Nous avons démontré que certaines cellules adhèrent mieux à ces surfaces qu’aux surfaces lisses habituelles, explique M. Nanci. » 
Les chercheurs ont ensuite testé les effets des surfaces nanoporeuses produites chimiquement sur la croissance et le développement des cellules. Ils ont constaté que, comparativement aux surfaces lisses non traitées, ces surfaces augmentent la croissance des cellules osseuses tandis que celle des cellules néfastes diminue, et qu’elles stimulent les cellules souches. De plus, la manifestation des gènes nécessaires à l’adhérence et à la croissance des cellules a augmenté au contact des surfaces nanoporeuses.

Changer les nano-schémas pour contrôler les réactions cellulaires

La croissance non contrôlée des cellules sur un implant est parfois néfaste. Par exemple, lorsqu’on utilise des endoprothèses (prothèses fabriquées dans une matière étrangère au corps mais adaptée aux tissus) vasculaires, il est important de limiter la croissance de certaines cellules afin de ne pas nuire à la circulation sanguine. Dans d’autres situations, les cellules peuvent former une capsule indésirable autour des implants dentaires et les faire tomber. Les chercheurs ont démontré qu’un traitement à l’aide d’agents spécifiques réduit la croissance de cellules indésirables. « Un élément important de cette étude est la manière dont nous avons démontré les effets cellulaires sélectifs du décapage chimique, déclare le Dr Nanci. Avec de légères modifications dans la composition des mélanges d’agents décapants, il est possible de changer les nanoschémas qui se forment à la surface du métal et de contrôler les réactions cellulaires qui s’ensuivent. » 
« Notre étude est révolutionnaire, ajoute le professeur Nanci. Nous utilisons de simples traitements chimiques déjà très efficaces pour modifier des métaux couramment utilisés en salle d’opération. » Cette approche innovatrice pourrait ultimement mener au développement de matériaux intelligents qui non seulement sont facilement acceptés par le corps humain, mais qui de plus répondent activement au milieu biologique environnant.

Source : 
Consulter le communiqué sur le site de l’Université de Montréal

Référence :
« Nanoscale Oxidative Patterning of Metallic Surfaces to Modulate Cell Activity and Fate » Nano Letters 
Antonio Nanci (Université de Montréal), Fiorenzo Vetrone (Université de Montréal et INRS-EMT), Fabio Variola (Université de Montréal et INRS-EMT), Paulo Tambasco de Oliveira (Université de São Paulo), Sylvia Francis Zalzal (Université de Montréal), Ji-Hyun Yi (Université de Montréal), Johannes Sam (Université de Montréal), Karina F. Bombonato-Prado (Université de São Paulo), Andranik Sarkissian (Plasmionique inc., Varennes), Dmitrii F. Perepichka (Université McGill), Federico Rosei (INRS-EMT) et James D. Wuest (Université de Montréal).