Source : Science et Avenir. 

A la fois souple et résistant, le cartilage de nos genoux nous porte
littéralement. 
Mais sa capacité de renouvellement est limitée, causant la
souffrance de 30% des plus de 65 ans, pour lesquels la prothèse de genou est
l'ultime option. 
Pour pallier ce problème, beaucoup de chercheurs misent sur un
hydrogel synthétique qui permettrai de lubrifier et protéger l'articulation. 
Mais aucun n'était parvenu À un résultat satisfaisant Jusqu'À présent !

Car À l'Université de Duke (Etats-Unis), des chimistes ont formulé le premier
hydrogel ayant la même force et la même élasticité que le cartilage articulaire
humain. 
Ces travaux sont publiés dans la revue Advanced Functional Materials. 

Eviter la prothèse de genou avec un hydrogel

Pendant une simple marche, nos genoux supportent jusqu'À quatre fois le poids
de notre corps. Avec les années et l'arthrose, la pratique d'un sport intense
ou encore la surcharge pondérale, le cartilage qui protège les articulations
des frottements s'use. Les traitements consistent principalement en des
interventions type anti-inflammatoires, perte de poids si nécessaire,
kinésithérapie ou encore le port d'une orthèse. En dernier recours, la prothèse
de genou est envisagée. "Le 'saint graal' de la restauration du cartilage est
une procédure peu coûteuse qui peut restaurer immédiatement et durablement la
fonction mécanique du cartilage", exposent les auteurs dans la publication. 

Les hydrogels ont été largement explorés en tant que substitut du cartilage car
ils sont eux aussi principalement constitués d'eau et ont une faible
perméabilité, ce qui leur confère un très faible coefficient de frottement. 
Cependant, la résistance mécanique et la durabilité des hydrogels actuels n'est
pas suffisante dans les conditions de charge et d'usure cycliques
caractéristiques de l'articulation du genou. "Nous avons entrepris de fabriquer
le premier hydrogel qui possède les propriétés mécaniques que le cartilage",
explique ainsi dans un communiqué Ben Wiley, professeur de chimie À
l'université de Duke, qui a dirigé ces travaux. 

Un nouvel hydrogel aussi résistant que le vrai cartilage

Leur nouvel hydrogel est composé À 60% d'eau et comporte deux réseaux de
polymères entrelacés. Le premier est constitué de brins extensibles semblables
À des spaghettis et l'autre, plus rigide et en forme de panier, porte des
charges électriques négatives sur toute sa longueur. Ces réseaux sont renforcés
par un troisième ingrédient, un maillage de fibres de cellulose. 
Lorsque l'hydrogel est étiré, les fibres de cellulose résistent À la traction et 
aident À maintenir l'intégrité du matériau. Et lorsqu'il est pressé, les charges
négatives le long des chaÎnes de polymères rigides se repoussent, À la manière
d'aimants, et adhèrent À l'eau, l'aidant À reprendre sa forme initiale. "
Seule cette combinaison des trois composants est À la fois flexible et rigide et donc
résistante", explique Feichen Yang, co-auteur de la publication. 

Soumis À 100. 000 cycles de traction répétée, le matériau a tenu tout aussi bien
que le titane poreux utilisé pour les implants osseux, "ce qui a dépassé nos
attentes initiales", remarque William Koshut, autre co-auteur. De même, un seul
disque de moins d'un centimètre d'épaisseur peut supporter un poids de 45 kg
sans se déchirer ni perdre sa forme. Enfin, après un million de frottements
contre du vrai cartilage, la surface lisse, glissante et autolubrifiante de
l'hydrogel s'est avérée aussi résistante À l'usure que le cartilage. "
Notre hydrogel a un coefficient de friction inférieur de 45% À celui du cartilage et
est 4,4 fois plus résistant À l'usure qu'un hydrogel en alcool polyvinylique"
(aussi appelé Slime !) actuellement approuvés par les autorités de santé
américaines pour une utilisation dans le gros orteil, rapportent les
chercheurs. 
Par rapport aux autres hydrogels existants, le leur était le seul À
être aussi solide que le cartilage, À la fois sous l'effet de l'écrasement et
de l'étirement. 
Elément essentiel, cet hydrogel n'est pas cytotoxique, c'est-À-dire qu'il
est compatible avec des cellules cultivées en laboratoire. 

Prochaine étape :
tester le produit sur des articulations de mouton pour peut-être, d'ici trois
ans, pouvoir passer À des essais sur l'humain. 

Source Science et Avenir.