Les humains (et la plupart des animaux) ont une certaine capacité à guérir les blessures et les blessures. Normalement, les ouvertures de l’épiderme par des processus mécaniques suivent un mécanisme de cicatrisation prévisible au niveau médical: formation d’un caillot, inflammation, prolifération cellulaire et différenciation des nouvelles souches, afin de remodeler le tissu et de le ramener à son état d’origine en autant que possible.

Cependant, non seulement l’épiderme est réparé. La consolidation osseuse et la mobilisation des cellules satellites des myocytes (respectivement dans les os et les muscles) sont des exemples d’autres mécanismes physiologiques qui tentent de corriger les micro-déchirures et les fractures de notre système locomoteur.

Par exemple, en cas de fracture d’un os, les corps cellulaires (ostéocytes, ostéoblastes, ostéoclastes et cellules ostéoprogénitrices) sécrètent et remodèlent la matrice osseuse, afin que l’os retrouve sa forme normale dans les plus brefs délais. En règle générale, dans les 6 à 8 semaines, une amélioration significative peut être observée.

Malheureusement, tous les tissus ne guérissent pas bien et certains manquent totalement de capacité de régénération parfaite, comme le cœur ou d’autres organes. Pour contester les limites des capacités physiologiques humaines et potentiellement sauver des millions de vies, les biomatériaux viennent à notre époque. Apprenez tout sur eux, car l’avenir de la médecine est pour le moins prometteur.

Que sont les biomatériaux?

Un biomatériau, d’un point de vue médical, est toute matière naturelle ou synthétique destinée à être introduite dans un tissu vivant, notamment dans le cadre d’un élément chirurgical ou d’un implant. Au niveau physiologique, ces matériaux ont des propriétés uniques par rapport aux autres, car ils peuvent entrer en contact immédiatement avec les tissus vivants sans provoquer de réponses immunitaires négatives chez le patient.

De plus, il convient de noter que les biomatériaux n’atteignent pas leur fonction par la sécrétion de substances pharmacologiques et ne dépendent pas du métabolisme par l’organisme pour obtenir l’effet souhaité (sinon, nous parlerions de médicaments). Sa simple fonctionnalité et magie se trouve dans le fait d’être (et de s’adapter) au bon endroit, car idéalement, ils servent à supplanter tout tissu dur ou mou qui a subi un certain type de dommage. En plus de leur utilisation typique, ils sont également de plus en plus utilisés comme méthodes de diagnostic et autres événements cliniques.

La première génération de biomatériaux a été conçue vers 1940, avec un pic d’utilité et de fonction dans les années 1960 et 1970. Au fur et à mesure que les matériaux et les connaissances médicales ont été affinés, les capacités de ces éléments se sont améliorées au fil du temps, conduisant à des composés de deuxième et troisième génération. Certaines de ses propriétés idéales sont les suivantes:

• Propriétés mécaniques appropriées: un biomatériau très rigide ne peut pas être introduit dans un tissu naturel lâche, car sa fonctionnalité correcte serait empêchée.
• Résistance à la corrosion en milieu aqueux: le corps humain est composé à 60% d’eau. Par conséquent, il est essentiel que le biomatériau résiste au stress hydrique.
• Il ne doit pas être propice à une toxicité locale ou à des événements cancérigènes dans le tissu dans lequel il est placé.
• A partir de la deuxième génération, on a cherché que les matériaux étaient, en plus, bioactifs. Ceux-ci doivent induire une réponse physiologique qui soutient la fonction et les performances du biomatériau.
• Une autre des nouvelles caractéristiques recherchées est que certains des matériaux étaient susceptibles d’être réabsorbés. Cela signifie qu’ils disparaissent ou changent radicalement avec le temps et peuvent être métabolisés par le corps.
• Enfin, on s’attend aujourd’hui à ce que certains d’entre eux stimulent des réponses spécifiques au niveau cellulaire.

Comme vous pouvez l’imaginer les propriétés idéales d’un biomatériau dépendent entièrement de la fonctionnalité. Par exemple, un chirurgien s’intéresse à une vis appliquée pour la fixation d’un greffon dans des lésions ligamentaires à résorber dans le temps, de sorte que le patient n’ait pas à intervenir à nouveau. En revanche, si le biomatériau remplace une structure vitale, l’idée est qu’il soit permanent et résiste à tous les éléments de l’écosystème corporel.

En outre, certains biomatériaux sont intéressants d’un point de vue cellulaire, car ils peuvent développer leur croissance et leur différenciation. Par exemple, certains cristaux bioactifs de troisième génération sont conçus pour activer certains gènes dans des cellules tissulaires endommagées, afin de favoriser une régénération rapide. Cela semble être une technologie tirée d’un avenir dystopique, mais c’est une réalité aujourd’hui.

Types de biomatériaux

Pour que tout ce qui précède ne reste pas dans une série de concepts éthérés, nous vous présentons des preuves de l’utilité des biomatériaux. Nous ne pouvons pas tous les couvrir (car la liste est très longue), mais nous recueillons certains des plus intéressants. Ne le manquez pas.

1. Céramiques de phosphate de calcium

Les céramiques poreuses de phosphate de calcium peuvent être utilisées pour réparer certains défauts intra-osseux car ils ils ne sont pas toxiques, sont biocompatibles avec le corps et n’altèrent pas de manière significative les niveaux de calcium et de phosphore dans le sang. Dans tous les cas, comme les biocéramiques sont éminemment dures et se dégradent très lentement, il est généralement nécessaire de les combiner avec des polymères biodégradables pour obtenir de meilleurs résultats.

Ces types d’implants sont utilisés pour favoriser la récupération osseuse dans les fractures, par exemple. Curieusement, il a été observé que l’infusion de ces biomatériaux avec des cellules souches mésenchymateuses peut favoriser une régénération tissulaire plus rapide et plus raffinée chez certains animaux. Comme vous pouvez le voir, un biomatériau n’est pas seulement un minéral ou un composé, mais un mélange d’éléments organiques et inorganiques qui tentent de trouver l’équilibre parfait pour atteindre sa fonctionnalité.

2. Cristaux bioactifs

Les cristaux bioactifs sont également idéaux pour certains processus de régénération au niveau osseux, car leur vitesse de dégradation peut être contrôlée, ils sécrètent certains matériaux ioniques à potentiel ostéogénique et ont une affinité plus que correcte rencontrant le tissu osseux. Par exemple, plusieurs études ont montré que certains cristaux bioactifs favorisent l’activation des ostéoblastes, des cellules du tissu osseux qui sécrètent une matrice intercellulaire qui confèrent à l’os sa dureté et sa fonctionnalité.

3. Vis bicorticales résorbables

Les plaques résorbables et les vis à base d’acides polylactiques et polyglycoliques sont à l’ordre du jour, car de plus en plus, ils remplacent les éléments durs du titane qui posaient tant de problèmes lors des blessures de soudage.

Par exemple, le polyglycolate est un matériau solide, non rigide, ne s’effiloche pas et offre une bonne sécurité de pilier lors de la suture. Ces matériaux surpassent de loin le titane en ce qu’ils causent beaucoup moins d’inconfort au patient, sont moins chers et ne nécessitent pas d’ablation chirurgicale.

4. Patchs biomatériaux

Jusqu’à présent, nous avons mentionné les biomatériaux qui sont utilisés pour la régénération osseuse, mais qui sont également utilisés dans les tissus mous. Par exemple, l’Institut national d’imagerie biomédicale et de bio-ingénierie développe des patchs d’alginate, fabriqués à partir d’algues brunes, tels que scellants thérapeutiques pour traiter les infiltrations pulmonaires causées par un traumatisme, une intervention chirurgicale ou des conditions telles que la pneumonie et la fibrose kystique.

Les résultats de ces technologies sont prometteurs, car il semble que les patchs d’alginate répondent bien à des pressions similaires à celles exercées par les poumons et facilitent la régénération tissulaire de ces organes vitaux.

5. «Bandage» d’hydrogel pour les brûlures

Les personnes qui souffrent de brûlures graves éprouvent une véritable agonie lorsque leurs bandages sont manipulés et, de plus, elles retardent la croissance épidermique et la régénération tissulaire. Grâce à l’utilisation d’hydrogels étudiés aujourd’hui, cette série de problèmes pourrait disparaître.

L’hydrogel agirait comme un film idéal pour prévenir l’infection et la dégradation causées par les intempéries dans la plaie. De plus, il pourrait se dissoudre au rythme de certaines procédures contrôlées et exposer la blessure sans le stress mécanique que cela implique. Sans aucun doute, cela améliorerait à l’infini le séjour à l’hôpital des patients gravement brûlés.

résumé

Tout ce que nous vous avons dit n’est pas basé sur des conjectures et des hypothèses: beaucoup de ces matériaux sont déjà utilisés aujourd’hui, tandis que d’autres sont en cours de développement actif pour le moment.

Comme vous pouvez le voir, l’avenir de la médecine est pour le moins prometteur. Avec la découverte et le raffinement des biomatériaux, des possibilités infinies s’ouvrent, de la réabsorption des vis et sutures à l’intégration d’éléments dans les tissus qui favorisent l’activation de leurs propres mécanismes de cicatrisation. Sans aucun doute, la réalité dépasse la fiction dans le domaine de la médecine.

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