Des chercheurs de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign ont mis au point un revêtement d’implant bioinspiré conçu pour être implanté avec des dispositifs tels que des implants rachidiens. La technologie a été inspirée par les ailes de libellule et de cigale qui contiennent de minuscules piliers qui peuvent embrocher les bactéries, fournissant une action antimicrobienne mécanique. Contrairement aux approches actuelles qui utilisent des antibiotiques progressivement libérés par l’implant, l’approche mécanique ne s’épuisera pas avec le temps et ne provoquera pas d’effets secondaires dans les tissus voisins. Il évite également la manifestation de la résistance aux médicaments antimicrobiens et peut également tuer facilement les bactéries résistantes aux médicaments. Le revêtement contient également des capteurs de contrainte flexibles qui permettent aux cliniciens de surveiller la guérison et la défaillance du dispositif, offrant une double fonctionnalité.
Les implants orthopédiques jouent un rôle crucial dans la stabilisation des os endommagés dans le corps. Cependant, ces dispositifs sont souvent sujets aux défaillances et aux infections, nécessitant une intervention chirurgicale de suivi pour remplacer le dispositif en cas de défaillance pure et simple, ou un traitement médicamenteux et le retrait potentiel du dispositif en cas d’infection. Ceci est gênant et regrettable pour les patients comme pour les cliniciens, et ces phénomènes peuvent toucher jusqu’à 10 % des patients porteurs de tels implants, soulignant l’ampleur du problème.
Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont conçu diverses technologies, notamment des revêtements hydrophobes conçus pour repousser l’adhésion bactérienne et des systèmes de libération de médicaments qui peuvent tuer les microbes à proximité immédiate de l’implant. Cependant, des biofilms bactériens peuvent encore se former sur ces surfaces, et la libération de médicament finira par s’arrêter, laissant les bactéries infecter l’implant à une date ultérieure. De plus, les antibiotiques libérés peuvent potentiellement provoquer des effets secondaires, tout en contribuant à la révolution en cours des superbactéries et en ne tuant pas les organismes résistants aux médicaments.
De toute évidence, une approche plus fiable serait préférable. « Il s’agit d’une combinaison de conception de nanomatériaux bio-inspirés avec une électronique flexible pour lutter contre un problème biomédical compliqué à long terme », a déclaré Qing Cao, un chercheur impliqué dans le projet. « L’utilisation d’une approche mécanique pour tuer les bactéries nous a permis de contourner de nombreux problèmes liés aux approches chimiques, tout en nous donnant la flexibilité nécessaire pour appliquer le revêtement sur les surfaces des implants », a ajouté Gee Lau, un autre chercheur qui a participé à l’étude.
Le nouveau revêtement est destiné à être implanté avec un implant orthopédique et tire ses propriétés antibactériennes des ailes des cigales et des libellules, qui comprennent de minuscules « piliers » qui percent la paroi cellulaire des bactéries, les tuant. Une série de capteurs de taches dans le revêtement permet également aux cliniciens de surveiller les performances de l’appareil, leur permettant potentiellement de remplacer un implant avant qu’il ne tombe en panne.
Étudier dans la revue Avancées scientifiques: Un revêtement intelligent avec des fonctionnalités physiques antimicrobiennes et de cartographie des contraintes intégrées pour les implants orthopédiques
Via : Université de l’Illinois à Urbana-Champaign
