Un composite d'hydrogel synthétique avec le comportement mécanique et la durabilité du cartilage

Résumé Cet article présente le premier hydrogel ayant la résistance et le module du cartilage tant en traction qu'en compression, et le premier à exhiber une résistance à la fatigue en traction équivalente à celle du cartilage après 100 000 cycles. Ces propriétés sont obtenues en infiltrant un réseau de nanofibres de cellulose bactérienne (BC) avec un hydrogel double réseau de poly(alcohol vinyle) (PVA) et de poly(acide 2-acrylamido-2-méthyl-1-propanesulfonique sodium) (PAMPS). La BC fournit une résistance à la traction de manière analogue au collagène dans le cartilage, tandis que le PAMPS fournit une charge négative fixe et une force restauratrice osmotique similaire au rôle de l'aggrécan dans le cartilage. L'hydrogel a le même module agrégé et la même perméabilité que le cartilage, entraînant la même déformation dépendante du temps sous compression confinée. L'hydrogel n'est pas cytotoxique, a un coefficient de friction 45 % inférieur à celui du cartilage, et est 4,4 fois plus résistant à l'usure qu'un hydrogel de PVA. Les propriétés de cet hydrogel en font un excellent matériau candidat pour le remplacement du cartilage endommagé.