Biomatériaux en médecine

2004/06/01 Orive Arroyo, Gorka - Farmazian doktorea. Biofarmazia, Farmakozinetika eta Farmazia-teknologiako irakasle kolaboratzaileaFarmazia Fakultatea UPV-EHU, Vitoria-Gasteiz Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Les biomatériaux sont des matériaux composés de composants d'origine biologique. Tout au long de l'histoire, ils ont eu une grande importance dans le domaine de la médecine et ont été fréquemment utilisés pour traiter les maladies. Par exemple, il y a 2000 ans, l'or était appliqué dans la dentisterie et les dents de bois et les yeux de verre étaient autrefois importants.

XX. Au cours du XXe siècle, les biomatériaux d'origine naturelle et synthétique ont été très importants pour résoudre diverses altérations. Par exemple, lorsque les reins n'étaient pas en mesure de remplir leur fonction, l'acétate de cellulose a été utilisé pour le traitement de la dialyse et polyuréthanes pour former des cœurs artificiels.

Caractéristiques des biomatériaux

Les biomatériaux d'intérêt médical doivent répondre à certaines exigences avant d'être utilisés pour des applications thérapeutiques. Entre autres choses, les matériaux doivent être biocompatibles, c'est-à-dire ne pas endommager les cellules ou l'organisme lui-même. À son tour, la biodégradabilité est une propriété très intéressante, car elle permet au corps de se transformer facilement en produits métaboliques non toxiques. Mais il faut tenir compte d'autres facteurs comme la stabilité mécanique, la facilité du processus productif et le coût.

Aujourd'hui, la recherche et la production de biomatériaux est un domaine d'une grande importance du point de vue sanitaire, économique et même social. Pour ne pas laisser les pays de recherche en tête, il faut développer toutes les possibilités offertes par les biomatériaux et chercher de nouvelles applications. Pour atteindre ces objectifs, la CAPV lancera dans les années à venir un réseau de recherche visant à analyser le potentiel thérapeutique des biomatériaux.

Polymère sensible à la température. La température à laquelle l'eau est en contact change l'aspect du polymère en formant un nœud.

Robert Langer

Ces dernières années, la technologie des biomatériaux s'est étendue à des usages thérapeutiques et à divers domaines scientifiques. Parmi les applications les plus prometteuses figurent la génération de nouveaux médicaments, l'ingénierie textile, le développement de techniques chirurgicales et les techniques de diagnostic.

Parmi les nouveaux médicaments les plus confortables et avec de meilleures propriétés, citons les dérivés du polyéthylène glycol (PEG). Le polymère PEG est capable de modifier les caractéristiques pharmacocinétiques des médicaments, c'est-à-dire les médicaments qui sont rapidement éliminés, de sorte qu'ils doivent être administrés trois ou quatre fois par jour, seulement une fois par jour grâce à des polymères complexes.

Cette amélioration permet aux patients de prendre des médicaments de plus en plus sûrs. Mais l'influence des polymères ne se limite pas à cela. Selon les dernières données, dans le monde entier, des millions de personnes utilisent chaque année des médicaments produits en polymères comme des patchs, des lentilles de contact, des joints, etc.

En outre, la combinaison de polymères et de cellules humaines rend les chercheurs capables de développer des tissus et des organes. L'objectif de ce domaine, connu sous le nom d'ingénierie tissulaire, est de récupérer, maintenir ou améliorer la fonction des tissus ou organes originaires des patients. Par exemple, la peau artificielle a été utilisée pour soigner les blessures et surtout les brûlures. En outre, les cornées, le cartilage, les os, le foie et la vessie urinaire sont dans des essais cliniques pour évaluer leur efficacité.

Chirurgies plus simples

Étude des gènes impliqués dans l'apparition du cancer.

medical research council

Les techniques chirurgicales et les applications médicales ont également été développées de manière importante grâce à l'utilisation de matériaux biologiques. Soulignons les polymères avec “mémoire d’aspect”. L'apparence et la taille de ces matériaux varient en fonction de la température. Et si la forme et la taille désirées sont adoptées en fonction de la température corporelle, il suffira de techniques chirurgicales plus simples, comme un implant. Avec l'aide de ces polymères, les techniques chirurgicales peuvent devenir minimes.

Enfin, les dispositifs utilisés pour connaître et analyser l'expression du gène et les fonctions des protéines ont considérablement amélioré grâce aux polymères. Entre autres applications, ces systèmes sont très utiles pour la détection des gènes cancérigènes.

Dans le futur, nous pouvons rêver de biomatériaux plus biocompatibles qui répondent à tous les changements de notre corps. Pour cela, il faudra entreprendre davantage de recherches scientifiques qui approfondissent les connaissances des chercheurs.

Robert Langer, expert en biomatériaux

Si nous cherchons un responsable du développement des biomatériaux, c'est certainement le prestigieux scientifique Robert Langer. Né aux États-Unis, il est professeur d'ingénierie chimique et biomédicale, avec plus de 800 articles scientifiques et plus de 500 brevets. Il a été membre de la FDA (Food and Drug Administration) des États-Unis qui accepte les aliments et les médicaments et est actuellement professeur au MIT (Massachusetts Institute of Technology).

© J Nikolai 2004

M. Robert Langer a répondu avec une grande gentillesse à diverses questions liées aux biomatéraux:

Quelle influence les biomatériaux ont-ils sur la science et la médecine?

L'importance des biomatériaux est énorme et fondamentale pour l'obtention de certains médicaments et systèmes médicaux.

Peut-on dire que nous connaissons tout le potentiel des biomatériaux ?

En aucun cas. À l'avenir, les biomatériaux participeront directement au développement de nouveaux systèmes médicaux.

Quelles sont les propriétés du matériau approprié ?

Sécurité, résistance mécanique et capacité à jouer le rôle thérapeutique souhaité.

Quelles sont les limites des biomatériaux ?

Beaucoup, malheureusement. Par exemple, améliorer la biocompatibilité et obtenir une dégradation plus contrôlée.

Dans quelles applications utilisons-nous des biomatériaux dans notre vie quotidienne ?

Patchs en cuir, coutures, lentilles de contact, etc.

Quels sont les biomatériaux les plus utilisés?

Utilisés dans les bioadhésifs et les joints.

Comment les biomatériaux affectent-ils l'économie ?

L'Europe et les États-Unis obtiennent annuellement plus de 75 millions de dollars avec la vente de biomatériaux.

Que nous offriront les biomatériaux dans le futur ?

Différents traitements et médicaments qui améliorent et prolongent notre vie.

G. Orive

• Dunkan, R. ‘The dawning era of polymer therapeutics’ Nat. Rev. Drug Discov 2:347-360 (2003).
• Langer, R. et autres ‘Where a pill won´t research’ Sci. Am. 288:50-57 (2003).
• Orive, G. et autres ‘Ingénierie des tissus: XXI. Elhuyar Zientzia eta Teknika 190:14-17 (2003).