par KeAi Communications Co.
Les chercheurs ont créé des échafaudages dotés d’une résistance accrue en fabriquant 20 % en volume de nanohydroxyapatite modifiée par polydopamine (pDA-nHA), présentant une structure lamellaire distinctive. Ces échafaudages ont ensuite été immergés dans un système de synthèse de polyéthercétonecétone (PEKK) pour le renforcement, offrant une approche innovante pour à la fois augmenter la robustesse mécanique du matériau et améliorer la bioactivité du PEKK.
La nanohydroxyapatite (nHA), le principal composant inorganique de l’os largement utilisé dans l’ingénierie des tissus osseux, souffre de mauvaises propriétés mécaniques lorsqu’elle est utilisée seule. À l’inverse, le polyéthercétonecétone (PEKK), un polymère haute performance approuvé par la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis et utilisé en dentisterie et en science des biomatériaux, lutte contre la bioinertie, affectant ses applications dans l’ostéogenèse.
Dans une étude publié dans la revue Matériaux supramoléculairesdes chercheurs de l’Université du Sichuan, en Chine, ont introduit des composites pDA-nHA/PEKK qui combinent haute résistance et bioactivité.
« La combinaison optimale de nHA et de PEKK peut permettre d’obtenir des propriétés mécaniques et une bioactivité plus élevées », explique l’auteur principal Zhongyi Wang. « Néanmoins, les techniques conventionnelles de mélange à l’état fondu entraînent souvent une résistance affaiblie en raison de l’agglomération des nanoparticules et du manque de liaisons chimiques entre les constituants inorganiques et organiques. »
Pour cela, l’équipe s’est inspirée de la structure de l’os cortical. En utilisant la technologie de congélation, les chercheurs ont imité la structure hiérarchique de l’os, connue pour sa rigidité et sa ténacité exceptionnelles. Cette technique leur a permis de produire des matériaux hiérarchiques complexes.
La nouvelle approche, caractérisée par la polymérisation in situ du PEKK, a abouti au développement d’échafaudages pDA-nHA dotés de capacités ostéo-inductives améliorées et d’une résistance mécanique complétée grâce au PEKK.
Le correspondant Haiyang Yu a souligné ce développement comme un progrès dans les matériaux supramoléculaires, dépassant les capacités de résistance des méthodes actuelles. Yu espère que leur approche de l’architecture hiérarchique et de la polymérisation in situ inspirera de nouvelles découvertes scientifiques.
Plus d’information:
Zhongyi Wang et al, Fabrication de composites nano-hydroxyapatite renforcés de polyéthercétonecétone inspirés de l’os cortical, Matériaux supramoléculaires (2024). DOI : 10.1016/j.supmat.2023.100062
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