Substituts osseux composites renforcés par nanofibres biomimétiques  

Le but de ce projet est de synthétiser et de caractériser des matériaux composites utilisables comme substituts osseux, renforcés de nouvelles nanofibres polymères ou minérales résorbables et qui simulent les propriétés mécaniques de l'os. De plus, les effets biologiques des nanofibres sur les cellules et les organes feront l'objet d'investigations.  

Contexte
Le renforcement des matériaux de substitution osseuse par des micro- et des nanofibres est une approche des plus prometteuses pour la synthèse de matériaux qui simulent les propriétés mécaniques de l'os. De tels maté-riaux représentent une possibilité de produire de meilleurs substituts osseux synthétiques susceptibles de résister aux charges subies par l’ossature dans le corps humain, et permettent de renoncer à des fixations supplémentaires à base de plaques et de vis. Cependant, l'influence des nanofibres sur les cellules, les tissus et les organes n'est pas totalement élucidée.

But
Ce projet vise à synthétiser de nouveaux matériaux composites de substitution osseuse renforcés par nanofi-bres et à évaluer les risques biologiques susceptibles de provenir des nanofibres qui seront graduellement exposées au cours de la dégradation de la matrice de phosphate de calcium.
La 1ere partie du projet implique le design, la synthèse et la caractérisation de composites renforcés par des nanofibres (FRC) à base de phosphate de calcium. Deux approches fondamentalement différentes de synthèse seront examinées: i) un composite FRC en céramique contenant des nanofibres inorganiques en céramique ou en verre, et ii) un ciment minéral FRC basse température autodurcissant, renforcé par des nanofibres polymères ou en verre. La caractérisation comprendra toute une série de tests chimiques, physiques et mécaniques en accord avec les standards ISO ou ASTM.
Dans la partie (b), la réponse biologique déclenchée par les nanofibres sera étudiée par des tests in vitro et in vivo. La nanofibre la plus prometteuse sera utilisée pour synthétiser des matériaux pour FRC. Elle sera ensuite soumise à des investigations in vitro et in vivo plus poussées concernant l'inflammation, la cicatrisation et l'intégration tissulaire. Les effets secondaires sur les tissus et les organes seront évalués ainsi que l'absorption cellulaire et la migration des nanofibres.

Portée
La fabrication de nanomatériaux FRC devrait ouvrir la voie à une nouvelle génération de substituts osseux, un pas important pour l’industrie des dispositifs biomédicaux et pour l'amélioration du suivit thérapeutique de patients. Les céramiques FRC pourraient par exemple être utilisés en chirurgie cranio-maxillofaciale à la place de plaques métalliques, de grilles et de vis, ou en augmentation spinale où des ciments FRC résorbables pourraient remplacer les colles en PMMA, un plastique transparent, rigide et non résorbable qui est souvent la cause d'effets secondaires.


Titre original: Nanofibres Reinforced Bone Substitute Materials: Effect of Delayed Fibre Degradation on Cells and Tissues

Octroi: CHF 299'992.-
Durée: 36 mois

Responsable du projet
- Dr Reto Luginbühl