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Nouveaux ciments pour soigner les lésions vertébrales

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Les ciments osseux acryliques à base de méthylpolyméthacrylate (PMMA) ont souvent été utilisés dans les implants de hanche pour l'insertion correcte de la prothèse dans l'os. Dans des techniques plus récentes, le ciment --vertébroplastie, par exemple, s'intègre dans la vertèbre blessée avec des aiguilles longues et étroites, en observant tout le processus avec des rayons X.

La vertébroplastie est principalement utilisée pour traiter les fractures vertébrales par ostéoporose ou les tumeurs osseuses. L'objectif est de renforcer l'os et soulager la douleur. La technique de petite blessure est rapide (~40 min/vertèbre) et efficace pour soulager la douleur (soulage la douleur entre 80% et 90% en 72 heures) grâce au renforcement mécanique offert par le ciment. Cependant, il faut tenir compte du risque de migration du ciment et de la nécrose osseuse qui pourrait se produire par la toxicité de la chaleur et du monomère qui découle de la réaction de polymérisation. Tout cela est étudié par des chercheurs du Département des sciences et de la technologie des polymères de l'UPV.

Viscosité et radiofréquence

La formulation de base des ciments utilisés dans la bertebroplastie est le monomère, les grains de PMMA et l'agent radiopaque. Cette dernière permet d'observer la masse du ciment lors de l'injection. Toutes ces formulations doivent répondre, en général, à deux exigences: viscosité adéquate et radiofréquence élevée. Le ciment doit avoir une solidité suffisante pour éviter les fuites et à son tour une fluidité suffisante pour pouvoir s'injecter. Il doit également être visible aux rayons X afin que le chirurgien puisse voir à tout moment ce qu'il insère ou injecte.

Pour adapter les formulations actuellement utilisées aux nouvelles applications, les chirurgiens transforment souvent les ciments pendant l'intervention, toujours afin de faciliter l'injection. Pour cela, d'une part, ils ajoutent au ciment un plus grand nombre de monomères en phase liquide, afin de réduire la viscosité et d'augmenter le temps de travail du chirurgien, et d'autre part, ils ajoutent plus d'agents radioopaques pour améliorer la visualisation du ciment par rayons X. Cependant, ces modifications affectent les caractéristiques et la toxicité du ciment. À cet égard, des chercheurs du Département des sciences et de la technologie des polymères de l'UPV/EHU travaillent sur le développement de nouvelles formulations de ciment osseux acrylique, étant donné qu'il s'agit principalement de ciments injectables, auxquels s'ajoute, si possible, un effet thérapeutique supplémentaire.

Des chercheurs de l'UPV-EHU ont vu la possibilité d'obtenir des ciments acryliques injectables de propriétés rhéologiques optimales en sélectionnant la bonne taille de grain de PMMA. C'est parce que plus ces grains sont grands, plus ils gaspillent la chaleur générée par la réaction de polymérisation et donc moins d'exothermie se produit dans cette réaction. Ainsi, le tissu ne chauffe pas tellement.

Après avoir sélectionné la taille des grains de PMMA, ils ajoutent au ciment une série d'agents radioopaques ou thérapeutiques qui peuvent aider à guérir ces lésions vertébrales et, bien sûr, mesurent les effets que l'augmentation de ces agents peut produire sur les caractéristiques des ciments. D'une part, le salicylate de bismuth a été ajouté. C'est-à-dire qu'ils ont combiné l'effet analgésique et le bismuth de l'acide salicylique (le bismuth métallique est facilement visible à travers les rayons X). Les résultats montrent que le bismuth offre une radiopaquétisation adéquate, l'effet thérapeutique du salicylate et, en général, une combinaison moins toxique et une compatibilité adéquate.

D'autre part, des éléments bioactifs ont été ajoutés au ciment acrylique. Ces éléments visent à obtenir l'interaction entre le ciment et le tissu biologique (régénération osseuse). En particulier, l'extrontzio hydroxyapatite a été incluse pour combiner la radiofréquence adéquate du strontium avec la fixation immédiate du ciment acrylique et la fixation à long terme du composant bioactif.

Enfin, plusieurs études de biocompatibilité in vitro ou in vivo ont été menées en collaboration avec d'autres centres de recherche. Selon les résultats des études réalisées à ce jour, les ciments formulés par les chercheurs de l'UPV/EHU ne présentent pas de problèmes majeurs que les ciments commerciaux conventionnels.