De nouveaux matériaux pour les dispositifs médicaux en contact avec le sang

Cette conférence a permis de présenter les travaux complémentaires de deux jeunes doctorants de l’ULiège : Oscar Rabaux du CERM (Center for Education and Research on Macromolecules) et Sofia Melo du Laboratoire de cardiologie du GIGA axés sur le développement de nouveaux matériaux pour les dispositifs médicaux en contact avec le sang.

En introduction à la rencontre, Oscar Rabaux a expliqué la volonté des deux chercheurs de s’attaquer au problème des maladies cardiovasculaires, première cause de mortalité dans le monde par année (1 décès par 2 secondes). Leurs travaux se concentrent sur deux types de pathologie : l’artériopathie et la valvulopathie.

Actuellement, en cas d’accumulation de plaques lipidiques (artériopathie), on implante un stent (grillage métallique) pour ouvrir l’artère mécaniquement et on prescrit une médication à vie. Or, cela peut abîmer l’artère et provoquer une resténose. Et en cas de valvulopathie, la valve malade est remplacée, parfois par une valve mécanique qui peut gêner le patient. Ces solutions sont permanentes et comportent un risque de thrombose. C’est pourquoi il faut de nouveaux matériaux antithrombotiques.

Deux voies ont été explorées et présentées lors de la conférence.

D’abord, un matériau temporaire faisant appel à l’ingénierie tissulaire et soutenant l’artère pendant sa régénération. L’objectif ici est de fabriquer un support imitant une artère pour lutter contre l’artériopathie, en développant de nouvelles macromolécules. Comment va-t-on utiliser ce nouveau matériau ? On va d’abord casser les plaques lipidiques (ce qui va endommager l’artère) puis insérer le biomatériau qu’on va chauffer pour qu’il change de forme et devienne un pansement qui sera dégradable une fois l’artère guérie.

Pour que le matériau support imite les tissus natifs, il doit être biocompatible, dégradable, anisotrope et dynamique (pour le faire rentrer dans l’artère sous une forme et qu’il prenne une autre forme une fois en place). La solution proposée est un matériau auto-courbant, pour chirurgie non-invasive.

Le matériau a été testé et celui-ci est bien :

• Imperméable ;
• Dégradable ;
• Biocompatible (test de cytotoxicité in vitro, par méthode de contact indirect).

La deuxième voie explorée (en lien avec la valvulopathie) a pour objectif de fabriquer une valve synthétique intrinsèquement antithrombotique en réduisant l’impact écologique.

Pour ce faire, la solution proposée est d’utiliser des polyuréthanes non isocyanates (NIPUs), à la place des valves en polymère existantes qui utilisent des réactifs toxiques.

Les NIPUs permettent de fabriquer un matériau réticulé contenant la fonction uréthane. L’innovation du CERM est d’utiliser le CO2 comme matière première (plus écologique).

Ces recherches ont déjà permis de mettre en avant un matériau permanent pour remplacer les valves, intrinsèquement antithrombotique, « vert », cytocompatible et imprimable en 3D.

En conclusion, les recherches des deux doctorants proposent des solutions nouvelles.

Sur l’artériopathie, un nouveau matériau intelligent et dégradable qui :

• Favorise le développement d’une stratégie alternative pour soigner l’artériopathie ;
• Facilite l’implantation non-invasive et le déploiement au site d’implantation ;
• Se dégrade rapidement pour ne pas engendrer de complications thrombotiques.

Pour la valvopathie, une valve synthétique antithrombotique :

• En développant un biomatériau innovant adapté à l'impression 3D ;
• Permettant une fabrication reproductible et personnalisée (sur mesure) de valves cardiaques.

Ces deux matériaux sont à différents stades de recherche et développement mais leur but commun est d’éviter la détérioration structurelle et l'administration constante d'anticoagulants.