En combinant leurs connaissances en chimie, physique, biologie et ingénierie, des scientifiques canadiens ont mis au point un biomatériau suffisamment résistant pour réparer les tissus cardiaques, musculaires et vocaux.
Un polymère porogène
Présenté dans la revue Advanced Science, ce nouvel hydrogel a été spécialement formulé pour la guérison des lésions internes. Lorsqu’il est injecté dans le corps, le biomatériau forme une structure stable et poreuse sur laquelle les cellules vivantes se fixent et se développent, pouvant également être traversée par ces dernières pour réparer les organes blessés.
« Les personnes qui se remettent d’une lésion cardiaque sont souvent confrontées à un parcours long et délicat. La guérison est difficile en raison du mouvement constant que les tissus doivent supporter lorsque le cœur bat. Il en va de même pour les cordes vocales. Jusqu’à présent, il n’existait pas de matériau injectable suffisamment résistant pour cette tâche », explique Guangyu Bao, chercheur à l’université McGill et co-auteur de l’étude.
Comme le montre l’illustration ci-dessous, l’hydrogel pourrait également être utilisé comme implant afin de restaurer la voix des personnes dont les cordes vocales ont été endommagées de façon irréversible, notamment les survivants du cancer du larynx.
« Avant nos travaux, aucun hydrogel injectable ne possédait à la fois une porosité élevée et une grande résistance. Pour résoudre ce problème, nous avons introduit un polymère porogène dans notre formule », détaillent les chercheurs.
Des performances sans précédent
La durabilité du biomatériau a été testée grâce à une machine simulant la biomécanique extrême des cordes vocales humaines. À l’issue de 6 millions de cycles de 120 vibrations par seconde, celui-ci était parfaitement intact, contrairement aux hydrogels classiques qui s’étaient fragmentés, incapables de supporter de telles contraintes.
Outre l’ingénierie tissulaire, de tels hydrogels pourraient trouver des applications dans un certain nombre de domaines, incluant l’administration ciblée de médicaments, et également être utilisés pour créer des modèles de tissus et d’organes afin de tester l’efficacité de composés expérimentaux.
« Notre travail met en évidence l’importance de la synergie entre la science des matériaux, le génie mécanique et la bio-ingénierie dans la création de nouveaux biomatériaux aux performances sans précédent », souligne Jianyu Li, auteur principal de l’étude. « Nous sommes impatients de transposer cliniquement ces résultats. »
