Esti aici

Corpurile oamenilor - și ale animalelor - au evoluat pentru și prin mișcare. Cheia acestei mișcări este capacitatea diferitelor organe și țesuturi corporale (oase, piele, vase, ligamente etc.) de a reveni la forma lor originală după ce au fost deformate. Cunoscut sub numele de elasticitate, permite de exemplu pereților plămânilor și arterelor să se umfle și să se dezumfle în funcție de variațiile de presiune sau vezicii urinare să funcționeze eficient. Și dacă un țesut are nevoie de timp pentru a reveni la formă, acest lucru este denumit în general viscoelasticitate. Cu toate acestea, după vârsta de aproximativ douăzeci de ani, când creșterea este completă, fibrele elastice care asigură cea mai mare parte a elasticității corpului nu sunt reînnoite sau doar într-o măsură limitată. Prin urmare, avem un capital de elasticitate care scade, mai mult sau mai puțin rapid în funcție de stilul nostru de viață. Cercetările caută în prezent să dezvolte soluții pentru a studia, proteja, stimula sau chiar înlocui fibrele elastice sau componentele viscoelastice ale corpului.

elastice

Pierderea elasticității și a bolii

Concentrarea pe conceptul de „om elastic” este acum o prioritate promițătoare. O pierdere a elasticității provoacă într-adevăr apariția numeroaselor patologii sau agravarea acestora. Aceste afecțiuni includ insuficiență cardiacă, anevrism rupt, emfizem, riduri, pierderea vorbirii (vibrațiile corzilor vocale și timpanelor asigură vorbirea și auzul), funcția intestinală slabă, rupturile ligamentelor (care conțin o cantitate variabilă dar esențială de fibre elastice ), hernii de disc sau un anumit tip de glaucom sau orbire etc.

Îmbătrânirea nu este singurul factor implicat în pierderea proprietăților mecanice ale organelor și țesuturilor noastre. Într-adevăr, unele sindroame genetice induc o slăbiciune a elasticității sau a viscoelasticității. Prolapsul genital („descendența organelor”) a fost astfel demonstrat la șoareci ca fiind legat de o malformație genetică a țesuturilor elastice. În cele din urmă, orice substanță oxidantă poate ataca fibrele elastice și accelera deteriorarea acestora. Razele UV, țigările, poluarea (în special anumite nanoparticule) și o dietă slabă sunt unii dintre principalii agenți toxici.

Mai puțin cunoscută este ceea ce unii numesc „caramelizarea” corpului, datorită excesului de zahăr (în special în contextul diabetului). O manifestare practică a îmbătrânirii elastice este, de asemenea, observată după menopauză. Pentru a remedia acest lucru, terapia hormonală se poate dovedi riscantă, având în vedere potențialele sale efecte adverse. Pe de altă parte, se știe că sportul este benefic pentru păstrarea elasticității și viscoelasticității țesuturilor.

Modelarea, un instrument esențial

Caracteristicile mecanice ale elasticității și viscoelasticității țesuturilor și organelor sunt legate de aranjamente fizico-chimice subtile, fie în interiorul, fie între molecule. Prin urmare, este crucial să se clarifice aceste proprietăți la toate nivelurile, în special prin modelare matematică, pentru a le înțelege, repara, înlocui sau opera.

De exemplu, se știe că anumite tumori nu sunt la fel de elastice ca țesuturile sănătoase și această caracteristică poate îmbunătăți detectarea lor cu ajutorul ultrasunetelor. Dar secretul regenerării elasticității pielii la pacienții cu arsuri severe nu a fost încă elucidat. Simularea în timp real a deformărilor care afectează un organ pentru a ajuta un chirurg în timpul unei proceduri necesită din nou cunoștințe detaliate despre proprietățile elastice ale țesuturilor și modelarea acestora de la scara proteinei la cea a organului complet, inclusiv organite intracelulare.

Reparația „omului elastic” poate fi acum văzută într-o nouă lumină, științele ingineriei jucând un rol cheie. Oportunitățile de cercetare sunt numeroase. Există, de asemenea, câteva abordări farmaceutice rare. De exemplu, un extract din planta de mărar, care a făcut obiectul unui brevet CNRS-BASF, s-a dovedit a fi semnificativ eficient în stimularea sintezei fibrelor elastice; compania o propune acum ca tratament cosmetic pentru piele pentru a îmbunătăți elasticitatea pielii. Extractul de mărar s-a dovedit, de asemenea, o protecție utilă împotriva îmbătrânirii în sistemul cardiovascular al șoarecilor. Cu toate acestea, rămâne de stabilit dacă această din urmă cerere, care este în esență preventivă, ar putea fi de interes pentru producătorii de medicamente.

Biomateriale și ultrasunete pentru repararea țesuturilor

Pentru a compensa țesuturile care se defectează mecanic la oameni, este de asemenea posibil să se implanteze biomateriale. Pentru a le asigura rigiditatea, înlocuitorii de fibre de colagen sunt deja disponibili pe piață. De exemplu, acesta este cazul stenturilor (un fel de arc metalic care este introdus într-o arteră pentru a se dilata în caz de stenoză).

Ca o îmbunătățire suplimentară, se are în vedere producția de materiale biomimetice, care imită natura inspirându-se din formele și materialele sale. Sinteza in vitro de către celule a unui tip de elastină umană a fost deja dezvoltată și sunt în curs studii pentru a o integra în biomateriale sau chiar a permite imprimarea sa 3D. Dar, având în vedere reglementările etice ale Franței, este de asemenea necesar să se prevadă sinteza chimică a tuturor sau a unei părți a acestor materiale.