Une équipe scientifique de l'Université de Liège vient de développer un polymère innovant, le PHOx, qui pourrait améliorer significativement la sécurité des dispositifs médicaux implantables, tout en étant plus respectueux de l’environnement. Cette invention fait l'objet d'une demande de brevet international.
C
haque année, des millions de patients reçoivent des dispositifs médicaux insérés ou implantés dans le système cardiovasculaire: cathéters artériels et veineux, , dispositifs cardiaques, conducteurs de pacemakers, cœur artificiel, prothèses vasculaires… Ces outils, souvent fabriqués à base de polyuréthane (PU), remplissent des fonctions vitales, mais ne sont pas sans défauts. La production de PU repose sur des produits chimiques toxiques appelés isocyanates; de plus, le PU est en partie responsable de complications graves chez les patients comme des caillots sanguins ou des infections.
Face à ces limites, une équipe du GIGA (Laboratoire de Cardiologie) et du CESAM (Centre de recherche sur les macromolécules - CERM) de l’Université de Liège a conçu une alternative prometteuse : le PHOx, un élastomère thermoplastique sans isocyanate PU (NIPU), donc dont la production est moins toxique, et qui est bien mieux toléré par le corps humain.
« Le PHOx (Poly Hydroxy-Oxazolidone) est un plastique souple et transformable, qui peut être moulé, pressé, filé en fibres ou imprimé en 3D » expliquent Anna Pierrard, chimiste, et Christine Jérôme, Directrice du CERM. Il peut ainsi servir à produire divers dispositifs médicaux personnalisés. Mieux encore, sa fabrication repose sur des matières premières plus « vertes », dérivées notamment du dioxyde de carbone, réduisant l’impact environnemental du procédé.
"Des tests poussés en laboratoire ont démontré que le PHOx dépasse le PU sur plusieurs plans essentiels, se réjouissent Sofia Melo, bioingénieur, et Cécile Oury, Directrice de recherche FNRS et Cheffe du laboratoire de cardiologie du GIGA." En effet, le PHOx présente une meilleure compatibilité avec le sang. Notamment, il réduit l’adhésion des plaquettes (cellules essentielles dans la formation des caillots sanguins) et l’activation de la coagulation, limitant les risques de formation de caillots. Il empêcherait également davantage l’adhésion de bactéries comme le staphylocoque doré, souvent impliqué dans les infections d’implants. Aucune toxicité n' a été observée, que ce soit pour les cellules humaines ou lors d’implantations, le matériau n’a provoqué ni inflammation excessive, ni dégradation, ni rejet.
Des implants imprimables en 3D
Un autre avantage majeur du PHOx est qu'il peut être facilement imprimé en 3D. "Cela signifie que l’on pourrait, à terme, produire des dispositifs sur mesure pour chaque patient, en réduisant le gaspillage et à moindre coût, explique Patrizio Lancellotti, Chef de service de la cardiologie au CHU de Liège." Implants sur mesure, valves cardiaques adaptées à l’anatomie de chacun : les applications sont nombreuses.
Grâce à ses propriétés à la fois mécaniques (souplesse, résistance) et biologiques (biocompatibilité, compatibilité avec le sang, stabilité), le PHOx pourrait bien remplacer les PU dans de nombreux usages médicaux. Il s’agit d’une avancée importante vers des dispositifs médicaux à la fois plus sûrs pour le patient, plus respectueux de l’environnement, et potentiellement plus économiques grâce à la fabrication personnalisée et la réduction des coûts de soins de santé liée à une diminution de la survenue de complications.
Les chercheurs insistent sur le fait que c’est la première fois qu’un matériau de type NIPU (polyuréthane sans isocyanate) démontre une telle performance pour des applications médicales critiques.
Cette avancée importante a été publiée dans la revue scientifique Advanced Healthcare Materials, et une demande de brevet international (WO2025082761) a été déposée.
Sofia F. Melo, Anna Pierrard, Fréderic Lifrange, Marco Caliari, Céline D’Emal, Margaux Debuisson, Haritz Sardon, Philippe Delvenne, Patrizio Lancellotti, Christophe Detrembleur, Christine Jérôme and Cécile Oury, Poly(hydroxy-oxazolidone) Thermoplastic Elastomers for Safer, Greener and Customizable Blood-Contacting Medical Devices, Adv. Healthcare Materials, June 2025.
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