DS0404 - Innovation biomédicale

Validation in vivo de nouveaux substituts ligamentaires en hydrogel non-dégradable. – LIGAGEL2_CLOSER_TO_BEDSIDE

Résumé de soumission

Le ligament croisé antérieur (LCA) est un composant critique du genou assurant sa bonne cinématique et sa stabilité. Sa rupture est l’une des blessures ligamentaires les plus fréquentes et touche près d’une personne sur 3000 chaque année. Avec l’accroissement de la pratique sportive, cette tendance est en hausse constante et devient un problème important de santé publique. En effet, la perte de stabilité du genou causé par la rupture du LCA interdit tout retour à une activité sportive normale et entraîne souvent une arthrose du genou à long terme. Les traitements actuels de référence reposent sur le remplacement du LCA par une greffe prélevée sur un tendon du patient. Cette reconstruction par autogreffe comporte de fortes limitations incluant la ressource limitée en greffon, une convalescence longue et douloureuse associée à la morbidité du site donneur et une forte probabilité de rupture aux premiers stades post-opératoires. Il existe aujourd’hui une demande forte et croissante des chirurgiens et des patients pour une solution alternative disponible commercialement. Le projet LIGAGEL2_CLOSER_TO_BEDSIDE associe évaluation in vivo et conception de matériaux pour créer les premiers prototypes transposable en clinique d’un nouveau substitut du LCA fait à partir de fibres d’hydrogel biocompatible et non-dégradable.

Les recherches actuelles concentrent leurs efforts sur des approches d’ingénierie tissulaire utilisant des substituts dégradables et doivent surmonter des verrous majeurs pour obtenir une reconstruction convenable des tissus ligamentaires. Ce projet propose une approche alternative originale en concevant un substitut durable et non-cellularisé du LCA apportant rapidement un nouveau progrès clinique. Ces substituts sont constitués d’assemblages de fibres d’hydrogel non-dégradable offrant une biocompatibilité et une résistance à l’usure plus élevées que les structures polymériques sèches. Notre équipe explorera comment tirer parti des propriétés uniques de gonflement et d’auto-lubrification de ces hydrogels pour améliorer l’ancrage osseux et la résistance en fatigue. Ces performances seront caractérisées ex vivo sur genou cadavérique humain et in vivo dans les modèles animaux reconnus les plus pertinents. Une étude quantitative et objective de ces résultats sera permise par la comparaison avec les meilleurs traitements existants.

Le projet est multidisciplinaire et s’appuie sur la collaboration étroite entre trois équipes d’expertises complémentaires dans les domaines des sciences des matériaux, de la biomécanique, de la biologie et de la chirurgie du ligament. La conception, fabrication et caractérisation in vitro des prototypes de ligaments sera conduite par les chercheurs du Centre des Matériaux de Mines-ParisTech. Les chirurgiens orthopédiques du laboratoire de Bioingénierie et Bioimagerie OstéoArticulaire de l’Université Paris Diderot implanteront ces substituts et évalueront leur pertinence clinique. Ils seront assistés par les histologistes qui détermineront la biocompatibilité des implants et les mécanismes d’intégration. Les biomécaniciens du Laboratoire de Biomécanique des Arts-et-Métiers ParisTech quantifieront la restauration de la bonne fonctionnalité de l’articulation.

Les nouveaux prototypes obtenus présenteront une combinaison unique de propriétés en étant disponibles à volonté, biomécaniquement fonctionnels et biocompatibles à long terme. Ces recherches fourniront les démonstrations de sûreté et d’efficacité requises avant les premiers essais cliniques. Les approches originales explorées pour la conception d’hydrogels implantables et l’attachement entre ligament et os auront des retombées plus étendues encore. Des découvertes et des innovations de rupture sont anticipées autour de l’intégration biologique des polymères et de la réparation des tissus biologiques souples.

Coordination du projet

Laurent Corté (ARMINES Centre des Matériaux de Mines ParisTech)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

ARTS LBM ARTS Laboratoire de Biomécanique des Arts et Métiers ParisTech
GEORGIATECH GEORGIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY School of Mechanical Engineering
P7 B2OA UNIVERSITE PARIS DIDEROT Laboratoire de Bioingénierie et Bioimagerie OstéoArticulaire
ARMINES CdM ARMINES Centre des Matériaux de Mines ParisTech

Aide de l'ANR 450 695 euros
Début et durée du projet scientifique : octobre 2014 - 48 Mois

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