Selon une nouvelle étude menée par l’Université de Buffalo et l’Université de Regensburg, la surface des implants, ainsi que d’autres dispositifs médicaux, joue un rôle important dans l’adsorption des protéines orales et la colonisation par des micro-organismes indésirables (un processus connu sous le nom de biofouling).

La recherche, publiée dans le Journal of Dental Research, a cherché à améliorer la compréhension des scientifiques de ce processus biologique complexe en examinant la composition de la couche de protéines orales et la façon dont elle peut être contrôlée en modifiant chimiquement la surface du biomatériau. Selon Stefan Ruhl, DDS, PhD, professeur de biologie buccale à l’école de médecine dentaire de l’UB, les résultats de cette étude ouvrent la voie à l’amélioration du succès des implants médicaux et dentaires.

« C’est souvent cette couche de protéines, plutôt que la surface du biomatériau, qui est rencontrée par les bactéries colonisatrices ou les cellules tissulaires qui s’attachent. Ces protéines contribuent à déterminer les conséquences biologiques ou pathologiques qui aboutissent soit à la survie à long terme de l’implant, soit à son échec, accompagné de dommages irréversibles aux tissus environnants dus à l’infection », explique M. Ruhl. « Il est donc important de déterminer comment l’adsorption peut être contrôlée par la modification chimique de la surface du biomatériau pour obtenir le résultat souhaité. »

L’étude a également été codirigée par Rainer Müller, PhD, professeur à l’Institut de chimie physique et théorique de l’Université de Ratisbonne.

En utilisant des billes de silice conçues dans le laboratoire de M. Müller avec différentes surfaces modifiées chimiquement, les chercheurs ont découvert que l’adsorption des protéines du plasma sanguin est davantage influencée par la quantité de protéines adsorbées que par la composition de la couche de protéines.

En revanche, l’adsorption des protéines de la salive est directement influencée par la surface du biomatériau. L’adsorption était plus faible sur les surfaces qui avaient une charge électrique négative ou qui repoussaient l’eau, ce qui va à l’encontre des conclusions des études précédentes.

En examinant des biofluides complexes tels que la salive et le sang, l’adsorption est devenue imprévisible pour la majorité des protéines, explique M. Ruhl.

« L’interaction entre les protéines contenues dans les biofluides peut jouer un rôle important, mais encore mal compris, dans les processus d’adsorption », déclare Müller. « L’objectif ultime de relier les propriétés de surface à l’adsorption des protéines de manière à obtenir une compatibilité tissulaire optimale tout en empêchant l’adhésion microbienne, ne sera probablement pas aussi simple que prévu. »

Le système modèle de surfaces de silice chimiquement modifiées développé par les chercheurs peut servir de plateforme pour étudier les principes de base de l’adsorption des protéines à partir de biofluides complexes.

« Pour améliorer la conception des revêtements de surface des implants, les recherches futures devraient examiner l’adsorption de protéines connues pour favoriser l’attachement des cellules tissulaires ou des bactéries colonisatrices, ainsi qu’explorer la structure moléculaire de mélanges complexes de protéines du plasma sanguin et de la salive », déclare Ruhl.