Os artificiels utilisant la nanotechnologie

Les nanoparticules permettent la production d'implants osseux nettement meilleurs

11/21/2011

Des chercheurs de l’Université de Halle ont mis au point un procédé de haute technologie grâce auquel ils souhaitent produire des os artificiels mieux acceptés par le corps que les implants osseux antérieurs. Avec l'aide de la nanotechnologie, les implants en os artificiel devraient non seulement être beaucoup plus durables à l'avenir, mais devraient également être reconnus par l'organisme comme le matériau propre du corps, rapportent les scientifiques. Georg Michler.

Les implants osseux sont déjà utilisés assez fréquemment en médecine, les accidents et l’implication de tumeurs cancéreuses parmi les principales causes de telles interventions. Les personnes âgées étant davantage exposées aux fractures osseuses, les changements démographiques ont également une incidence sur le besoin d'implants en os artificiel, selon le communiqué du groupe de recherche composé de cinq membres et dirigé par le professeur Dr. med. Georg Michler de l'Université Martin-Luther de Halle-Wittenberg. Cependant, selon les chercheurs, l’inconvénient des implants osseux précédemment utilisés est qu’ils n’ont qu’une durée de vie limitée et sont traités par l’organisme comme des corps étrangers. Pour changer cela, Prof. Dr. Georg Michler et ses collègues sur l'utilisation de nanoparticules avec lesquels ils souhaitent produire des implants en os artificiels qui durent beaucoup plus longtemps et qui ne sont plus reconnus par l'étranger comme des corps étrangers..

Nanotechnologie pour la production d'implants en os artificiel
À ce jour, les implants en os artificiel sont fabriqués à partir d'os du corps ou d'os étranger naturel, les premiers ne sont disponibles que de manière limitée et les derniers sont encapsulés dans les tissus de l'organisme sous forme de corps étrangers. Les scientifiques de l'Université Martin Luther se sont engagés dans une nouvelle voie dans le cadre de leurs recherches. „Nous utilisons des polymères comme supports pour le substitut osseux, car ils sont liés à des substances organiques et changent leurs propriétés à l'aide de nanoparticules.“, Prof. Dr. med., a déclaré le responsable de la recherche et président de l'institut des matériaux polymères de l'université de Halle. Michler. Alors les chercheurs ont profité „des particules de phosphate de calcium Nano-céramique“, les filer avec des filaments de plastique et créer de nouveaux implants en os artificiel. Pour la distribution uniforme des minuscules particules dans le plastique, les chercheurs ont mis au point un procédé spécial, dont les droits de brevet appartiennent à l’Université Martin-Luther de Halle-Wittenberg. En utilisant la nouvelle méthode, les chercheurs peuvent utiliser les filaments de plastique et les nanoparticules pour former une feuille mince à partir de laquelle un implant osseux cylindrique de huit à dix centimètres de long peut ensuite être roulé. Ce faisant, les nanoparticules ou „les inclusions de céramique raidissent les fils“, ce qui augmente considérablement la capacité de charge du matériau, a expliqué le directeur de recherche Prof. Dr. med. Michler.

Les implants osseux sont reconstruits en substance osseuse
En plus de la stabilité accrue des implants osseux dérivés de nanoparticules, la méthode offre un autre avantage majeur, selon les chercheurs. Tellement stressé Dr. Jörg Brandt, médecin principal de la clinique et de la polyclinique d'orthopédie et de médecine physique de Halle et membre du groupe de recherche: „Parce que les nanoparticules dans l'os artificiel sont extrêmement petites, le corps est capable de reconstruire complètement l'implant osseux dans sa propre substance osseuse et ainsi de s'intégrer pleinement dans la structure du squelette..“ Le matériau n'est plus encapsulé en tant que matière étrangère. Dans le cadre de leurs recherches en laboratoire, les scientifiques ont découvert que des nanoparticules de dix nanomètres d’épaisseur et de 50 nanomètres de longueur étaient absorbées de manière optimale par le corps, alors que „quoi que ce soit plus petit ou plus grand, le corps ne se transforme pas“ pourrait, a expliqué le Prof. Dr. med. Michler. Pourquoi les nanoparticules de la taille mentionnée sont-elles mieux acceptées par l'organisme, selon les scientifiques, doit également être clarifié dans le cadre du projet de recherche.

Des nanoparticules pour la production osseuse, une approche très prometteuse
Également les scientifiques d'une autre université qui effectuent des recherches dans le domaine des implants osseux, tels que le scientifique des matériaux Dr. med. Roland Dersch de l'Université de Marburg, a confirmé que la méthode du Prof. Dr. med. Michler et ses collègues „une approche très optimiste“ était. Dr. Dersch et son équipe étudient également les possibilités de l'os artificiel à base nano, bien que utilisant différents matériaux de départ. Le chercheur de Marburg a souligné que „beaucoup de recherche sur les nanofibres“ mais cela n'a pas encore été réalisé „développer un os artificiel complexe accepté par le corps humain.“ Cependant, les scientifiques du projet de recherche de l'université Martin-Luther de Halle-Wittenberg semblent maintenant être sur la bonne voie. Dr. med. Michler et ses collègues ne produisent toutefois pas seulement les os artificiels les plus durables, mais également la cause fondamentale de la fracture des os et de l'augmentation de ce risque en fonction du vieillissement..

Examiner plus en détail la cause des fractures osseuses
Dr. Selon Jörg Brandt, environ 35 000 fractures de la hanche et du col du fémur se produisent chaque année en Allemagne. Les personnes âgées en particulier souffrent de telles fractures. De nombreux scientifiques et médecins sont convaincus de cette, „que, par exemple, les personnes âgées se cassent le cou de la cuisse en cas de chute.“ Dr. Brandt, d’autre part, estime que la plupart des personnes touchées „ont déjà cassé le cou de la cuisse et tombent à la suite.“ Ici, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour examiner les propriétés du matériau osseux naturel au fond, car „Si nous connaissons les processus dans le matériau osseux réel, nous savons également quelles propriétés doivent avoir les implants osseux“, stressé Brandt. Selon l'expert, diverses études scientifiques ont montré que les fractures osseuses sont généralement précédées de fissures microscopiques. À un jeune âge, ceux-ci peuvent apparemment être contrebalancés par les pouvoirs d'auto-guérison du corps humain. Cependant, avec l’âge, la probabilité qu’une fracture se produise à cause des fissures augmente, a expliqué le médecin..

Utilisation de nouveaux implants osseux au plus tôt dans huit à dix ans
Dr. Selon Brandt, les premières indications de cette situation, „avec l'aide des nanoparticules, nous pouvons donner à l'implant artificiel une capacité de déformation plastique“, quel un „ténacité améliorée du plastique“ signifierait. Dans le projet de recherche d'une durée de deux ans, financé par la Fondation allemande pour la recherche (DFG / Bonn) pour un montant d'environ 300 000 euros, tous les aspects de la production d'implants en os artificiels à l'aide de nanoparticules vont maintenant être examinés en détail. Directeur de recherche Prof. Dr. med. Michler a souligné qu'actuellement les enquêtes importantes sont en cours et „la compatibilité des différents composants de l'os artificiel a déjà été testée sur des animaux“ étaient. La prochaine étape sera maintenant des essais cliniques „la facilité d'utilisation de l'os artificiel, qui est en fait un composite des composants, prouver.“, donc la conclusion de Prof. dr. Michler. Cependant, même avec un succès considérable dans les enquêtes à venir, l'utilisation régulière des nouveaux implants devrait être attendue au plus tôt dans environ huit à dix ans. (Fp)

Image: Rainer Sturm