Après la pose d'un implant, deux choses doivent se produire en même temps : empêcher les bactéries de s'y fixer et permettre à l'os de se souder fermement à sa surface. Or les médicaments antibactériens et les revêtements antimicrobiens agissent généralement aussi sur les cellules qui forment l'os, ce qui freine sa croissance. Dans une étude chez le rat publiée en 2026 dans la revue Biomaterials, une équipe de l'université du Shandong (Chine) a montré qu'une même surface d'implant pouvait alterner : éliminer les bactéries sous ultrasons, puis favoriser la croissance osseuse une fois les ultrasons coupés.
La surface en titane produit elle-même de l'électricité
Les implants sont généralement en titane. L'équipe a recouvert cette surface en titane d'une nanostructure de titanate de baryum. Le titanate de baryum est un matériau ferroélectrique qui conserve spontanément des propriétés électriques différentes sur ses deux faces, sans qu'un courant externe soit nécessaire. Il possède aussi des propriétés piézoélectriques : soumis à une pression ou à une vibration, il transforme cette force en signal électrique. Les ultrasons exercent sur la surface une force à peine perceptible dans le corps, mais qui la fait vibrer très rapidement. Lorsque cette surface reçoit des ultrasons, la vibration se transforme en signal électrique. L'équipe a nommé cet implant ainsi modifié « ferroTi ».
Sous ultrasons, les macrophages absorbent davantage de bactéries
Le signal électrique généré par les ultrasons (signal dynamique) active, sur la membrane des macrophages (les cellules immunitaires qui affluent vers le site infecté), des canaux calciques qui ne s'ouvrent qu'en réponse à un signal électrique précis. Lorsque ce canal s'ouvre, le calcium pénètre dans le macrophage, ce qui renforce la phagocytose, soit la capacité à absorber et éliminer les bactéries. L'équipe a indiqué que ce signal allait jusqu'à éliminer, chez le rat, une infection à Staphylococcus aureus résistant à la méticilline (SARM), une bactérie peu sensible aux antibiotiques.
Une fois les ultrasons coupés, le signal favorise la formation osseuse
Même une fois les ultrasons coupés, la surface de titanate de baryum conserve la propriété électrostatique qu'elle possédait déjà à l'origine. Ce signal statique renforce l'adhésion des macrophages à la surface et modifie leur orientation : au lieu d'amplifier l'inflammation, ils s'orientent vers la cicatrisation. On appelle cela la polarisation de type M2. Les macrophages ainsi réorientés aident les cellules souches mésenchymateuses de la moelle osseuse environnante à se différencier en cellules formatrices d'os. Dans l'étude chez le rat, ce signal statique a également amélioré, après élimination de l'infection, le degré auquel l'os se ressoudait solidement à l'implant.
Ce qui distingue cette approche des médicaments et revêtements classiques
Les revêtements antibiotiques ou les implants recouverts de substances antimicrobiennes comme l'argent sont efficaces pour tuer les bactéries, mais ces substances peuvent aussi agir sur les cellules qui forment l'os et freiner sa croissance. L'équipe met en avant, comme point central de cette étude, le fait que cette nouvelle surface n'utilise aucun médicament et se contente de faire varier le type de signal électrique émis par un même matériau pour traiter successivement l'élimination de l'infection et la formation osseuse. Une étude sur l'eau activée par plasma, qui traite la péri-implantite en alternant élimination bactérienne et régénération vasculaire selon la tension appliquée faisait elle aussi alterner deux effets à partir d'une seule variable, mais elle reposait sur des substances chimiques produites en traitant l'eau par électricité, qui agissaient directement sur les bactéries et les cellules vasculaires. Dans la présente étude, ce n'est pas l'eau mais la surface de l'implant elle-même qui génère le signal, et ce signal produit ses deux effets en modifiant le comportement des macrophages, des cellules immunitaires, plutôt qu'en agissant directement sur les bactéries. Le traitement qui active au préalable la surface par plasma froid avant la pose de l'implant favorise lui aussi l'ostéointégration, mais ce n'est pas une méthode utilisable une fois l'infection déjà installée.
Pour l'instant, seulement chez le rat
Ces résultats proviennent d'implants posés chez le rat. La réponse immunitaire et la vitesse de croissance osseuse du rat diffèrent de celles de l'être humain, et il n'est pas encore établi si le signal fonctionnerait dans le même ordre dans la mâchoire humaine. L'étude ne répond pas non plus à la question de savoir si des ultrasons appliqués depuis l'extérieur du corps peuvent transmettre précisément un signal électrique jusqu'à un implant situé en profondeur dans la bouche, ni à quelle fréquence il faudrait les appliquer.
Résoudre dans l'ordre, sans médicament et sur une même surface, le conflit entre éliminer les bactéries et souder l'os, simplement en activant puis en désactivant des ultrasons : voilà ce que montre cette étude chez le rat.