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Le pansement neuf absorbe la molécule pro-curative pour améliorer la réparation des os

Les chercheurs à Duke University ont conçu un pansement qui capte et retient une molécule pro-curative au site d'une interruption d'os pour accélérer et améliorer le processus de guérison naturel.

Dans une étude d'épreuve-de-principe avec des souris, le pansement a aidé à accélérer la formation et la vascularisation de durillon pour réaliser une meilleure réparation des os par trois semaines.

La recherche est dirigée vers une méthode générale pour améliorer la réparation des os après que les dégâts qui pourraient être appliqués aux produits médicaux tels que les pansements, les couches d'implant ou les greffons osseux biodégradables pour des défectuosités critiques.

Les résultats apparaissent en ligne le 12 décembre dans les matériaux avancés de tourillon.

En 2014, Shyni Varghese, professeur de génie biomédical, industrie mécanique et science des matériaux, et orthopédie au duc, étudiait comment les biomatériaux populaires faits de phosphate de calcium introduisent la réparation des os et la régénération. Son laboratoire a découvert que l'adénosine de biomolécule joue un rôle particulièrement grand en stimulant la croissance osseuse.

Après qu'autre étudiez, ils ont constaté que le fuselage noie naturellement l'endroit autour des blessures neuves d'os avec les molécules pro-curatives d'adénosine, mais ces localement hauts niveaux sont rapidement métabolisés et ne durent pas longtemps. Varghese s'est demandé si la mise à jour de ces hauts niveaux pour plus longtemps aiderait le processus de guérison.

Mais il y avait un loquet.

L'adénosine est omniprésente dans tout le fuselage dans les concentrations faibles et remplit beaucoup de rôles importants qui n'ont rien à faire avec la guérison d'os. Pour éviter des effets secondaires non désirés, nous avons dû trouver une voie de maintenir l'adénosine localisée au tissu endommagé et aux niveaux appropriés. »

Shyni Varghese, professeur, Duke University

La solution de Varghese était de laisser le fuselage dicter les niveaux de l'adénosine tout en aidant le biochimique collent autour les blessures un peu plus longtemps. Lui et Yuze Zeng, un étudiant de troisième cycle dans le laboratoire de Varghese, ont conçu un pansement de matière biologique appliqué directement à l'os brisé qui contient les molécules de boronate qui saisissent sur l'adénosine. Cependant, les obligations entre les molécules ne durent pas pour toujours, qui permet un à émission lente de l'adénosine du pansement sans s'accumuler ailleurs dans le fuselage.

Dans l'étude actuelle, Varghese et ses collègues ont expliqué la première fois que les biomatériaux poreux comportés avec des boronates étaient capables de capter le saut de pression local de l'adénosine suivant des blessures. Les chercheurs ont alors appliqué des pansements amorcés pour capter la propre adénosine de l'hôte ou les pansements ont préchargé avec de l'adénosine aux fractures de tibia chez les souris.

Après plus qu'une semaine, les souris traitées avec les deux types de pansements guérissaient plus rapidement que ceux avec des pansements non amorcés pour capter l'adénosine. Après trois semaines, alors que toutes les souris dans l'étude montraient la guérison, ceux ont traité avec l'un ou l'autre aimable du pansement adénosine-lacé ont montré une meilleure ossification, un volume plus élevé d'os et une meilleure vascularisation.

Les résultats ont montré qui non seulement les pansements d'adénosine-piégeage s'introduisent guérir, ils fonctionnent s'ils enferment l'adénosine indigène ou sont artificiellement chargés avec elle, qui a des implications importantes en traitant des fractures osseuses liées au vieillissement et à l'ostéoporose.

« Nos anciens travaux ont prouvé que les patients présentant l'ostéoporose ne produisent pas l'adénosine quand leurs os se brisent, » Yuze ont dit. « Ces résultats précoces indiquent que ces pansements pourraient aider à livrer l'adénosine nécessaire pour réparer leurs blessures tout en évitant des effets secondaires potentiels. »

Varghese et Yuze voient plusieurs autres circuits vers l'avant pour des applications biomédicales aussi bien. Par exemple, ils imaginent un pansement biodégradable qui enferme l'adénosine pour aider à guérir des os brisés et puis se décompose en fuselage. Ou pour les patients osteoporotic, un pansement permanent qui peut être rechargé avec de l'adénosine aux sites qui souffrent des blessures répétées. Ils envisagent également un gel de lubrification armé avec de l'adénosine qui peut aider à éviter des blessures d'os provoquées par l'usure liée aux cabinets de consultation communs reconstructifs ou à d'autres implants médicaux.

« Nous avons expliqué que c'est une approche viable et a limé un brevet pour de futurs dispositifs et demandes de règlement, mais nous avons toujours beaucoup de chemin à faire, » a dit Varghese. « Les pansements ont pu être conçus pour capter et se retenir en circuit sur l'adénosine plus efficacement. Et naturellement nous devons également découvrir si ces résultats se retiennent chez l'homme ou pourrions entraîner tous les effets secondaires. »

Source:
Journal reference:

Zeng, Y., et al. (2019) In Vivo Sequestration of Innate Small Molecules to Promote Bone Healing. Advanced Materials. doi.org/10.1002/adma.201906022.