La réparation de structures osseuses endommagées ou défectueuses peut être assez difficile, douloureuse et coûteuse pour les patients nécessitant des soins. Bien que des progrès ont été réalisés dans le remplacement de sections de l’os et la stimulation d’une guérison naturelle, les chercheurs de l’Université Columbia ont développé une technique osseuse croissante qui reproduit précisément les structures d’origine de la tête et du visage.
Une méthode traditionnelle de réparation osseuse du visage implique un matériau source, généralement à partir d’une section de la jambe du patient – avant de le découper à la forme désirée. Non seulement cela implique une intervention chirurgicale supplémentaire et des difficultés, mais les résultats ne sont pas toujours parfaits. Le développement d’échafaudage de polymère ou d’hydrogel pour les traitements de remplacement d’os ont été un succès, bien que cette dernière approche de la Columbia University dépasse toutes les autres réalisations.
Dirigée par Gordana Vunjak-Novakovic, professeur de sciences médicales à l’Université Columbia, l’équipe a découvert qu’ils pouvaient construire un échafaudage d’os vivant sans l’utilisation de facteurs de croissance qui stimulent généralement ce type de régénération.
En utilisant des images 3D d’une solide mâchoire de porc défectueuse provenant d’une tomodensitométrie, l’équipe de Gordana Vunjak-Novakovic a pu construire une chambre de bioréacteur conçue sur mesure pour la culture de la matrice osseuse. Cela a abouti à la création d’un « ajustement anatomique parfait » qui « a également fourni une fonction mécanique», selon l’école d’ingénierie et des sciences appliquées de l’Université de Columbia. Les cellules souches du porc ont été obtenues à partir d’un petit échantillon de graisse et utilisées pour former de l’os au sein de l’échafaudage.
Le processus a pris trois semaines pour se faire – beaucoup moins que nécessaire pour les implants imprimés en 3D- et pendant ce temps, la mâchoire a été expédiée à travers le pays pour tester sa résilience et simuler ce qui pourrait arriver dans un exemple du monde réel.
Mais ce qui a surpris l’équipe a été l’observation de la façon dont le corps du patient a progressivement remplacé l’os implanté. La structure cultivée en laboratoire a finalement été intégrée comme une partie de l’os du patient et s’est remplie de vaisseaux sanguins, ce qui rend plus qu’un « modèle instructif » adaptable plutôt qu’un «implant définitif» pour les applications cliniques, selon l’université.
La technologie est actuellement en cours d’essais avancés précliniques et une planification d’essais cliniques a été approuvée par la FDA.
http://engineering.columbia.edu/face-future
http://stm.sciencemag.org/content/8/343/343ra83
