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Par Michael Haederle

Comme neuve

Remplacements de bio-impression pour les ligaments usés

Comme la plupart d'entre nous, vous imprimez probablement de temps en temps des recettes ou des cartes d'embarquement, mais avez-vous déjà pensé à imprimer des remplacements pour les ligaments usés ou blessés de votre corps ?

À l'aide d'une bio-imprimante 3D fabriquée à la main assemblée pour moins de 10,000 XNUMX $ à partir de composants standard, la scientifique de l'Université du Nouveau-Mexique, Christina Salas, PhD, travaille dur pour développer une méthode pour créer des ligaments sur mesure qui sont aussi bons que Nouveau.

Les ligaments sont des bandes de fibres résistantes et extensibles qui relient les os les uns aux autres et stabilisent les articulations. Mais ils peuvent s'effilocher et se déchirer - et ils sont notoirement difficiles à réparer.

"En ce moment, nous sommes en quelque sorte dans la phase d'enquête", déclare Salas, professeur adjoint au département d'orthopédie et de réadaptation de l'UNM et à la faculté d'ingénierie. Elle a récemment reçu une subvention de 150,000 XNUMX $ sur deux ans des National Institutes of Health qui lui permettra de consacrer plus de temps à ses recherches.

Le prix est venu en complément du prix des sciences cliniques et translationnelles de l'UNM, a déclaré Richard S. Larson, MD, PhD, vice-chancelier exécutif au Centre des sciences de la santé de l'UNM.

« Le Dr Salas apporte son expertise dans plusieurs domaines pour résoudre un problème persistant en orthopédie », déclare Larson. "Ses travaux ont un réel potentiel pour améliorer la qualité de vie de nombreux patients souffrant de lésions ligamentaires."

Les déchirures ligamentaires surviennent généralement lors de blessures sportives, ainsi que lors d'accidents ou de l'usure qui vient avec l'âge. Les ligaments peuvent guérir - lentement - mais dans de nombreux cas, une réparation chirurgicale est nécessaire.

Lorsque les chirurgiens « réparent » un ligament déchiré, ce qu'ils font en réalité, c'est de prélever une longueur de tendon ailleurs dans le corps, explique Salas. Ils forent des trous dans les os adjacents, puis enfilent les extrémités du tendon et les fixent.

Le tendon transplanté est destiné à remplacer le ligament déchiré. Mais les tendons ne sont pas mécaniquement équivalents aux ligaments : ils s'étirent, ce qui peut provoquer trop d'instabilité dans l'articulation, dit-elle.

D'autres ont essayé de développer des ligaments artificiels, avec un succès limité, dit Salas. Un obstacle majeur a été de trouver comment attacher solidement les ligaments à l'os.

Salas pense qu'elle peut avoir une solution. "Ce sur quoi nous nous sommes concentrés, c'est le développement d'un échafaudage pour la régénération des articulations", a-t-elle déclaré.

Elle a plusieurs brevets en instance sur une technique dans laquelle une bio-imprimante 3D alterne avec un appareil appelé électrofilateur en champ proche qui peut créer de longues fibres ultrafines qui simulent les fibres de collagène dans les ligaments.

Les deux appareils, sur une même plateforme, construisent à tour de rôle un « échafaudage » de matériaux biodégradables qui est une réplique parfaite des os adjacents et du ligament qui les relie. Avec les fibres prises en sandwich entre des couches d'os alternées déposées par l'imprimante 3D, une connexion étroite est créée pour une articulation stable.

Ensuite, l'échafaudage est "ensemencé" avec des cellules souches qui se répliqueront et se développeront en la structure ligamentaire et osseuse unique entrelacée de l'articulation d'origine. Pour un chirurgien, il serait alors simple de greffer la nouvelle articulation sur les extrémités des os existants.

Salas espère que la nouvelle subvention du NIH permettra le développement d'un prototype fonctionnel adapté à la commercialisation. Si tout se passe comme prévu, il peut arriver un moment où un patient souffrant d'une blessure articulaire viendra pour un scan 3D qui sera rapidement traduit en une pièce de rechange personnalisée imprimée sur commande - et ce serait une bonne nouvelle pour tout le monde.

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