Ce dispositif inspiré par Python pourrait rendre les chirurgies de la coiffe des rotateurs plus efficaces.

Chaque année, 2 millions de personnes aux États-Unis souffrent de blessures à la coiffe des rotateurs, mais seulement 600 000 subissent des interventions chirurgicales. Un nouvel appareil inspiré de Python pourrait combler cet écart.

Les chirurgies de la coiffe des rotateurs ont des taux d’échec compris entre 20 et 94 pour cent. Face au risque de récidive, les médecins décident parfois de ne pas opérer. Mais un instrument médical modelé sur les crocs de python pourrait doubler les forces de réparation chirurgicale et empêcher la ré-arrachement lorsqu'il est utilisé avec des sutures standard, rapportent des chercheurs dans Science Advances du 28 juin.

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"Un appareil comme celui-ci est beaucoup plus élégant que celui qu'ils utilisent actuellement", déclare Eric Nauman, ingénieur biomédical à l'Université de Cincinnati qui n'a pas participé à l'étude. "Tout ce que vous pouvez faire pour l'épaule en ce moment est une victoire."

Une blessure à la coiffe des rotateurs – un groupe de muscles et de tendons entourant l’épaule – peut inclure des déchirures et une inflammation qui entraînent des douleurs et une fonction limitée. Les réparations chirurgicales visent à réparer un tendon déchiré, souvent en le rattachant à la tête de l'os du bras. Mais les sutures, ancrées en quelques points seulement, peuvent déchirer le tendon déjà fragile.

L'ingénieur biomédical Stavros Thomopoulos et ses collègues ont conçu un dispositif pour résoudre ce problème. Utilisant un ensemble de petites dents pointues qui s'accrochent au tendon et à l'os, le dispositif se propage et réduit la force exercée sur chaque partie du tissu endommagé. L'inspiration pour cet appareil est venue de la nature. Contrairement aux dents d’un requin – qui sont des triangles acérés conçus pour couper – les crocs d’un python sont courbés vers l’intérieur, conçus pour creuser plus profondément lorsqu’un animal se débat. "C'était en quelque sorte un moment d'éclairage", explique Thomopoulos, de l'Université de Columbia.

L’équipe a d’abord utilisé des calculs et des simulations informatiques pour optimiser la taille et la géométrie des dents. Grâce à l’impression 3D, les chercheurs ont créé des dents et des rangées de dents avant d’optimiser le placement et l’adhérence. En collaboration avec des chirurgiens, l'équipe a testé des itérations des « dents » sur des cadavres, fixant une épaule avec uniquement des sutures et l'autre avec des sutures et le dispositif.

"Nous avons testé mécaniquement la résistance que le dispositif ajoutait pour maintenir cette construction ensemble", explique Iden Kurtaliaj, bio-ingénieur à l'école de médecine Icahn du Mont Sinaï à New York. Les chercheurs ont découvert que les épaules équipées de leur appareil avaient une force de maintien deux fois supérieure à celles sans appareil.

Avant de passer à l'utilisation clinique, la conception doit être testée sur des animaux vivants pour prouver la fonction et la sécurité à long terme, explique Ghanashyam Acharya, chercheur biomédical au Baylor College of Medicine de Houston. Au fur et à mesure que le corps guérit, le matériau pourrait dégrader ou blesser le tendon. Néanmoins, dit Acharya, la nouvelle étude montre une « justification théorique solide » qui la marque comme une « première étape significative et innovante » vers des chirurgies plus efficaces de la coiffe des rotateurs.