Newswise — L’équipe de recherche dirigée par le Dr Hojeong Jeon et le Dr Hyung-Seop Han du Centre de recherche sur les biomatériaux du Institut coréen des sciences et technologies (KIST, président Oh Sang-Rok), en collaboration avec le Dr Indong Jun de KIST Europe, a développé une nouvelle technologie de traitement de surface des stents utilisant la structuration au laser. Cette technologie favorise la croissance des cellules endothéliales tout en inhibant la dédifférenciation des cellules musculaires lisses dans les vaisseaux sanguins. En contrôlant les réponses cellulaires aux motifs nanostructurés, la technique est prometteuse pour améliorer la récupération vasculaire, en particulier lorsqu’elle est associée à des méthodes de revêtement chimique.
Alors que la Corée du Sud se rapproche d’une société très âgée, l’incidence des maladies vasculaires parmi la population âgée augmente, augmentant ainsi l’importance des stents thérapeutiques. Ces dispositifs médicaux tubulaires maintiennent la circulation sanguine en dilatant les vaisseaux sanguins rétrécis ou bloqués. Cependant, les stents métalliques traditionnels peuvent provoquer une resténose (un nouveau rétrécissement de l’artère) en raison d’une prolifération excessive de cellules musculaires lisses un mois après l’implantation.
Les stents à élution médicamenteuse sont largement utilisés pour atténuer ce problème, mais inhibent souvent la réendothélialisation vasculaire, augmentant ainsi le risque de thrombose et nécessitant l’utilisation d’anticoagulants. Pour surmonter ces limitations, des recherches sont en cours sur le revêtement des surfaces des stents avec des molécules bioactives telles que des protéines ou des acides nucléiques. Cependant, ces revêtements remplissent souvent des fonctions limitées et ne parviennent pas à accélérer la prolifération des cellules endothéliales.
Pour résoudre ce problème, l’équipe de recherche a appliqué la technologie de texturation laser nanoseconde pour créer des motifs de rides à l’échelle nanométrique et microscopique sur les surfaces en alliage nickel-titane. Les motifs de rides inhibent la migration et les changements morphologiques des cellules musculaires lisses provoqués par une lésion de la paroi vasculaire induite par le stent, empêchant ainsi la resténose. Les motifs des rides améliorent également l’adhésion cellulaire, favorisant la ré-endothélialisation pour restaurer la muqueuse vasculaire.
L’équipe a validé l’efficacité de cette technologie grâce à des études de cellules vasculaires in vitro et à des tests d’angiogenèse ex vivo utilisant des os d’animaux fœtaux. Les surfaces métalliques texturées au laser ont créé des environnements favorables à la prolifération des cellules endothéliales tout en supprimant efficacement la dédifférenciation et la croissance excessive des cellules musculaires lisses. Notamment, la croissance des cellules musculaires lisses sur les surfaces ridées a été réduite d’environ 75 %, tandis que l’angiogenèse a plus que doublé.
La technologie de structuration de surface devrait être applicable non seulement aux stents métalliques mais également aux stents biodégradables. Lorsqu’ils sont appliqués à des stents biodégradables, ces modèles peuvent prévenir la resténose et améliorer l’endothélialisation avant que les stents ne se dissolvent, améliorant ainsi les résultats du traitement et réduisant les risques de complications. L’équipe de recherche prévoit de mener des tests sur les animaux et des essais cliniques pour vérifier la sécurité et l’efficacité à long terme de cette technologie de structuration au laser.
Le Dr Jeon a déclaré : « Cette étude démontre le potentiel des modèles de surface pour contrôler sélectivement les réponses des cellules vasculaires sans médicaments. L’utilisation de lasers nanosecondes largement industrialisés permet un traitement précis et rapide de la surface du stent, offrant ainsi des avantages significatifs en termes de commercialisation et d’efficacité du processus.
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Le KIST a été créé en 1966 en tant que premier institut de recherche financé par le gouvernement en Corée. Le KIST s’efforce désormais de résoudre les défis nationaux et sociaux et de sécuriser les moteurs de croissance grâce à une recherche de pointe et innovante. Pour plus d’informations, veuillez visiter le site Web du KIST à l’adresse https://eng.kist.re.kr/
Cette recherche a été soutenue par le ministère des Sciences et des TIC (ministre Sang Im Yoo) à travers le projet majeur du KIST et le projet pionnier des technologies de convergence prometteuses (RS-2023-00302145). Les résultats ont été publiés dans la revue internationale « Bioactive Materials » (IF : 18,0, JCR top 0,9 %).
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