Nouveau Biomatériau Thermoplastique : Contrôle Précis de la Dégradation et Propriétés Mécaniques pour Applications Médicales

Des chercheurs de l'Université de Birmingham (Royaume-Uni) et de l'Université Duke (USA) ont conçu un nouveau polyester thermoplastique permettant un contrôle indépendant de sa vitesse de dégradation in vivo et de sa performance mécanique. Le matériau est taillé pour la réparation de tissus mous et la bioélectronique flexible.

Obtenir un biomatériau qui égale l'élasticité et la résistance des tissus natifs tout en se dégradant à un rythme cliniquement pertinent est notoirement difficile. La chimie qui confère la résilience mécanique dicte souvent la cinétique de dégradation.

L'équipe a démontré que l'incorporation d'acide succinique — un métabolite naturel — fournit un levier pour affiner le taux de dégradation.

L'étude, publiée dans Nature Communications, rapporte que le polyester se dégrade régulièrement sur quatre mois, pendant lesquels le nouveau tissu s'infiltre et remplace finalement l'échafaudage. Des tests in vivo sur rats ont confirmé la biocompatibilité et la sécurité du matériau. En modulant la teneur en acide succinique, les chercheurs ont régulé l'absorption d'eau et donc le rythme de dégradation. Importamment, la stéréochimie conçue du matériau, modelée sur le caoutchouc naturel, découple la résistance mécanique du taux de dégradation, permettant de préserver ou restaurer la résistance par accord stéréochimique — une capacité sans précédent dans les biomatériaux dégradables.

Le Pr Andrew Dove de l'Université de Birmingham, co‑auteur, note que les tissus biologiques exhibent une large gamme de comportements élastiques. « Concevoir des substituts synthétiques qui épousent ces caractéristiques tout en se dégradant in situ a longtemps été une tâche ardue », dit-il. « Une solution universelle est insuffisante ; notre travail démontre que les implants peuvent maintenant être conçus avec des profils de performance spécifiques à l'application. »

Le Pr Matthew Becker de Duke, dont l'expertise couvre chimie, génie mécanique et science des matériaux, observe que le domaine des biomatériaux a été contraint par un choix étroit d'options. « Notre développement marque un bond significatif en avant », dit-il. « La réglabilité du matériau ouvre la porte à des usages divers — greffes osseuses, stents vasculaires, électronique portable. Nous poursuivons activement d'autres études de biocompatibilité et démonstrations plus sophistiquées. »

Le financement a été fourni par la National Science Foundation, les fondations John S. & James L. Knight, la European Research Foundation et le National Health and Medical Research Council d'Australie.

La technologie est aussi protégée par des dépôts de brevets internationaux de l'Université de Warwick et de l'Université d'Akron.