L’hydrogel pourrait bientôt remplacer le cartilage du genou

Les chercheurs de l’université de Duke ont mis au point un hydrogel qui pourrait bientôt remplacer le cartilage du genou.

Les genoux sont vraiment étonnants, ils vous permettent de vous pencher, de marcher à la verticale et de courir. En fait, les genoux sont l’une des articulations les plus grandes et les plus compliquées du corps. Ils relient les cuisses aux jambes qui sont attachées aux os par des ligaments qui les maintiennent en place. Selon Gilmore Health News, le cartilage, un matériau caoutchouteux ferme, recouvre les extrémités des os et agit comme un amortisseur de chocs.

L’hydrogel aura plusieurs usages

De nombreuses personnes endommagent le cartilage de leurs genoux à la suite de blessures ou parce qu’il est usé par l’âge ou par des maladies chroniques comme l’arthrose. Cela limite les mouvements et provoque à la fois des inflammations et des douleurs. Si le cartilage s’use trop, le seul traitement était jusqu’à présent le remplacement chirurgical du genou.

Les développeurs de gels de l’université de Durham, en Caroline du Nord, ont déclaré que ce matériau ressemble en fait à de la gelée et est incroyablement résistant. Selon un article paru dans Duke Today, un seul disque de la taille d’un quart de cercle peut supporter le poids d’une bouilloire de 45 kilos sans se déchirer ni perdre sa forme.

Cet hydrogel est fait de polymères absorbant l’eau et est assez solide pour imiter le cartilage sans s’user. « Un disque de la taille d’une pièce de monnaie, bien qu’il soit constitué de 60 % d’eau. Il peut supporter un poids de 100 livres. » C’est ce qu’a déclaré Feichen Yang, auteur principal de l’étude et doctorant dans le laboratoire du professeur Ben Wiley, à Duke Today.

Wiley et Ken Gall, spécialistes de la chimie et des matériaux et professeurs à Duke, ont dirigé l’étude qui a été publiée dans Wiley Advanced Functional Materials le 26 juin 2020. L’objectif était de développer une alternative aux 790 000 opérations de remplacement du genou qui sont effectuées chaque année aux États-Unis.  La prothèse de genou artificielle s’use généralement au bout de 20 ans.

Un produit utilisé dans d’autres domaines

Si les hydrogels ne sont pas nouveaux – ils existent depuis les années 70 – et ont été utilisés dans des produits comme les lentilles de contact. Ils n’ont pas eu la force nécessaire pour être utilisés dans les genoux. Une étude réalisée en 2019 a examiné les échafaudages à base d’hydrogel injectable pour aider à la régénération du cartilage ; mais a tout de même trouvé des limites à son utilisation.

Mais les chercheurs de Duke se sont lancés dans la recherche d’une formule qui pourrait être utilisée dans les genoux. « Nous avons entrepris de fabriquer le premier hydrogel qui possède les propriétés mécaniques du cartilage », a déclaré Wiley dans Duke Today.

L’hydrogel est constitué de deux réseaux de polymères qui s’entrecroisent selon Yang. L’un est constitué d’un matériau extensible et l’autre est rigide. Ensuite, les polymères sont renforcés par un troisième matériau. Le résultat final est un gel qui peut être tiré et pressé tout en conservant sa forme. « Seule cette combinaison des trois composants est à la fois flexible et rigide et donc résistante », a déclaré M. Yang.

Les tests de l’hydrogel on déjà débuté

Le gel a été testé par 100 000 cycles de traction répétée et le matériau a tenu le coup. Il a ensuite été frotté un million de fois contre du cartilage naturel et a tenu le coup. En fait, l’équipe a constaté qu’il était aussi résistant à l’usure que les implants synthétiques dont l’utilisation dans les orteils est approuvée par la FDA.

Il faudra au moins trois ans avant que le nouvel hydrogel ne soit disponible pour être utilisé. Les chercheurs espèrent que cela offrira de nouvelles options pour les personnes souffrant de douleurs aux genoux ; en plus de la chirurgie de remplacement. Des options qui permettront aux gens de se lever et de reprendre une vie normale sans avoir à subir de longues périodes de convalescence. Cette découverte fera toute la différence pour des millions de personnes.