Le cartilage du genou, nouvel hydrogel incroyablement élastique et durable pourrait le remplacer

Environ une once de ce nouvel hydrogel peut supporter un poids de plus de 45 kg sans vous déformer ou vous endommager de quelque manière que ce soit (crédit : Duke University)

Un matériau pouvant remplacer le cartilage entre les os du genou a été créé par une équipe de chercheurs de l’université de Duke. Imiter cette fine couche de cartilage glissante entre les articulations du genou a toujours été un défi pour tous les ingénieurs en matériaux et en biomédecine.
Le cartilage de cette articulation particulière est en fait extrêmement souple et élastique, mais en même temps extrêmement résistant, de sorte qu’il peut supporter le poids d’une personne, même surdimensionnée, pesant plusieurs centaines de kilos.

Aujourd’hui, les chercheurs de Duke disent avoir mis au point un hydrogel expérimental qui serait le premier à présenter les deux qualités : l’élasticité et la résistance.
Ce gel « incroyablement fort », tel que défini dans le communiqué de presse paru sur le site web de Duke, est fait pour 60% d’eau mais l’aspect le plus intéressant est qu’un seul morceau d’1/4 de livre (environ 0,11 kg) peut supporter un poids de 100 livres (environ 45 kg) sans problème particulier dans le sens où il ne perd pas la forme, ne dévie pas et ne se déchire pas.

Et, selon les chercheurs, il ne s’use pas avec le temps, ce qui en fait le candidat idéal pour remplacer le cartilage complexe du genou, ce qui soulagerait inlassablement les millions de personnes qui doivent recourir à la chirurgie de remplacement du genou pour réparer le cartilage endommagé.
Depuis des décennies, les scientifiques travaillent sur des hydrogels de différentes sortes pour remplacer le cartilage du genou, mais les progrès dans ce domaine spécifique n’ont pas été très importants.

« Nous avons décidé de fabriquer le premier hydrogel qui possède les propriétés mécaniques du cartilage », explique Ben Wiley, l’un des scientifiques qui a dirigé l’équipe d’étude avec Ken Gall.
De quoi est fait ce nouvel hydrogel ? A partir de deux filets polymériques entrelacés, l’un fait de fils élastiques et l’autre de fils plus rigides. Tous deux ont des charges négatives sur toute leur longueur, toutes renforcées par un treillis de fibres de cellulose. Le résultat est un gel extensible mais résistant qui peut également être écrasé grâce au fait que les charges négatives se repoussent et se collent à l’eau, permettant au gel de reprendre sa forme initiale.