La réparation osseuse n’a généralement pas réussi jusqu’à la fin des années 1800. Jusque-là, il y avait peu d’options pour réparer les dommages osseux majeurs. La plupart des matériaux n’ont pas la fonctionnalité de l’os et ne supportent pas la croissance des vaisseaux sanguins à travers eux.
Les matériaux de réparation tels que l’argile étaient couramment utilisés mais souvent échoués. En 1892, les médecins ont commencé à utiliser du gypse – sulfate de calcium – comme premier matériau de substitution osseux efficace. La réparation osseuse est beaucoup plus simple et moins risquée de nos jours, mais la réparation de lésions osseuses à grande échelle reste un défi.
Les médecins utilisent aujourd’hui le phosphate d’octacalcium – OCP – comme matériau osseux de remplacement. C’est un précurseur du tissu osseux et un choix logique pour la réparation osseuse. Cependant, les médecins peuvent ne pas être en mesure d’évaluer sans ambiguïté l’étendue complète des lésions osseuses par analyse aux rayons X. Cela peut entraver leur capacité à prédire avec précision les délais de récupération et d’autres pronostics pour les patients.
Dans une étude récemment publiée dans Chimie des communications, une équipe dirigée par des chercheurs de l’Université médicale et dentaire de Tokyo (TMDU) a incorporé une molécule fluorescente – l’acide pyromellitique – dans l’OCP. Lorsqu’elle est utilisée dans la pratique clinique, cette modification avancée de l’OCP améliorera les analyses diagnostiques et les prédictions des résultats thérapeutiques.
Nous avons incorporé de l’acide pyromellitique par une réaction d’hydrolyse avec du phosphate dicalcique dihydraté. La caractérisation analytique et les analyses informatiques ont confirmé que nous avons préparé notre matériau cible. «
Taishi Yokoi, auteur principal de l’étude, Université médicale et dentaire de Tokyo
Leur approche synthétique a évité la formation de sels indésirables – des carboxylates de calcium – qui autrement entraveraient la pleine fonctionnalité de l’acide pyromellitique. En adaptant soigneusement le pH et les concentrations d’acide pyromellitique pendant la synthèse, les chercheurs ont pu optimiser l’incorporation de l’acide pyromellitique dans l’OCP.
«Nous avons constaté que 81% du monohydrogénophosphate de l’OCP était remplacé par de l’acide pyromellitique», explique l’auteur principal Masakazu Kawashita. « Ceci est important pour que l’acide pyromellitique aide à connecter différentes couches inorganiques en un tout intact et à faciliter une réparation complète. »
Le matériau de remplacement osseux amélioré des chercheurs était bleu vif, beaucoup plus brillant que l’acide pyromellitique lorsqu’il n’est pas mélangé avec des précurseurs osseux. Cela ouvre des possibilités évidentes pour l’analyse visuelle en temps réel et aidera les médecins à prédire l’évolution dans le temps du rétablissement du patient et d’autres résultats diagnostiques.
«Notre OCP amélioré présente des avantages distincts par rapport aux matériaux de réparation osseuse conventionnels», explique Yokoi. «Nous sommes convaincus que notre matériau pourra rapidement surmonter les obstacles réglementaires et trouver une utilisation dans les implants dentaires, les fractures osseuses et d’autres applications chirurgicales difficiles dans les années à venir.
La source:
Université médicale et dentaire de Tokyo
Référence du journal:
Yokoi, T., et al. (2021) Incorporation d’ions tétracarboxylate dans le phosphate d’octacalcium pour le développement de matériaux biofriendly de nouvelle génération. Chimie des communications. doi.org/10.1038/s42004-020-00443-5.
