Le professeur Xudong Wang avec son FED (Fracture Electrostimulation Device : Dispositif d’Electrostimulation des Fractures)
Des études ont déjà montré que la stimulation électrique aide à guérir les blessures, y compris les os cassés. Les scientifiques ont maintenant mis au point ce qui pourrait être une meilleure façon d’administrer l’électricité à ces os, sous la forme d’un implant biodégradable.
Pour stimuler électriquement les os cassés, il faudrait actuellement implanter chirurgicalement des électrodes alimentées de l’extérieur au niveau de la plaie. Une fois l’os guéri, elles devaient être retirées chirurgicalement.
À la recherche d’une solution plus simple et moins invasive, une équipe dirigée par le professeur Xudong Wang de l’université du Wisconsin-Madison a créé un patch électrique auto-alimenté qui est placé chirurgicalement sur le site de la fracture, mais qui est absorbé sans danger par le corps une fois son travail terminé. Il s’agit du dispositif d’électrostimulation des fractures, ou FED.
La base du dispositif est constituée d’un polymère biocompatible approuvé par la FDA, sur lequel se trouve un nanogénérateur triboélectrique à couche mince relié à deux électrodes. Ce nanogénérateur convertit l’énergie mécanique produite par les mouvements du corps en un courant électrique, de la même manière que le frottement des pieds de vos chaussettes contre la moquette produit une charge statique. Les électrodes transmettent le courant à l’os.
Le substrat du FED est constitué d’un polymère poly(acide lactique-co-glycolique), ou PLGA.
Lors de tests en laboratoire, le dispositif a permis à des rats de se remettre d’une fracture du tibia en six semaines, ce qui était nettement plus rapide que le temps de récupération d’un groupe témoin non traité. Cela dit, les rats sont restés relativement actifs pendant la période de six semaines, de sorte que le nanogénérateur a pu produire de façon constante environ 4 volts. En revanche, il est généralement conseillé aux humains d’immobiliser les membres dont les os sont cassés.
« Nous pourrions avoir besoin du dispositif pour répondre à d’autres types de sources mécaniques internes, comme les variations de la pression sanguine », explique Xudong Wang. « Il sera très intéressant et important d’étudier le passage de l’animal à l’homme. »
La recherche est décrite dans un article qui a été récemment publié dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences.
Les scientifiques de l’université du Connecticut développent une technologie similaire, mais aussi un peu différente. Il s’agit d’un matériau piézoélectrique biodégradable qui est implanté sur le site d’une fracture osseuse et qui génère un champ électrique lorsqu’il est déclenché par des impulsions d’ultrasons appliquées de l’extérieur.
https://www.pnas.org/content/118/28/e2100772118
