ORIGAMI INSPIRED FLAT-FOLDABLE SCAFFOLD (OIFFS) FOR DISTRACTION OSTEOGENESIS
Innovative solution to accelerate the bone healing during the distraction surgical process
UNMET NEED
Congenital limb asymmetry, complex long-bone fractures caused by accidents, and segmental bone loss following tumor resection are common clinical conditions that affect more than one-third of the population. If not properly treated, these cases can lead to serious long-term musculoskeletal and joint complications, including hip dysplasia, and scoliosis. The gold-standard regenerative technique for managing such challenging bone defects is distraction osteogenesis, which applies controlled, gradual mechanical traction to the bone tissue to stimulate new bone formation and restore structural integrity.
Distraction osteogenesis is a lengthy and demanding process involving an osteotomy, the installation of fixation devices, a controlled distraction phase, a prolonged consolidation period, and a final surgery to remove the hardware. The consolidation phase alone can take up to 200 days to complete, during which the patient must maintain frame stability and mobility under challenging conditions. Therefore, there is a clear clinical need for innovations capable of accelerating bone regeneration and reducing the overall duration of distraction osteogenesis—an opportunity that advanced scaffold-based approaches aim to address.
TECHNOLOGY OVERVIEW
Developed by Dr. Mohammad Ali Bagheri under the supervision of Pr. Carl-Eric Aubin, Pr. Isabelle Villemure, and Dr. Marie-Lyne Nault, the origami-inspired flat-foldable scaffold (OIFFS) is designed to be implanted alongside any bone distraction device to accelerate bone regeneration during all the steps of distraction osteogenesis. The OIFFS is designed to fit in small osteotomy gaps and to deploy during the elongation process and support growing callus tissue. This OIFFS will be the first distraction scaffold to be implanted between the two halves of bone to accelerate bone healing and patient recovery. Made of a specific mixture of polycaprolactone and hydroxyapatite, OIFFS will be produced by selective laser sintering (SLS) 3D printing to usure minimal defects and adjust/control the roughness of the surface for better cell adhesion and bone proliferation/regeneration. Powered by computational design and machine learning, this OIFFS aims to accelerate bone healing by optimizing mechanical and structural properties to reduce the healing time and the risk of complications associated with current devices.
COMPETITIVE ADVANTAGES
MARKET APPLICATIONS
PUBLICATION
BUSINESS OPPORTUNITY
ÉCHAFAUDAGE PLIABLE PLAT INSPIRÉ DE L'ORIGAMI (OIFFS) POUR L'OSTÉOGÉNÈSE PAR DISTRACTION
Une innovation permettant d'accélérer la cicatrisation osseuse dans le cadre du processus chirurgical de distraction
BESOIN NON SATISFAIT
L'asymétrie congénitale des membres, les fractures complexes des os longs causées par des accidents et la perte osseuse segmentaire suite à une résection tumorale sont des affections cliniques courantes qui touchent plus d'un tiers de la population. Si elles ne sont pas traitées correctement, ces affections peuvent entraîner de graves complications musculo-squelettiques et articulaires à long terme, notamment une dysplasie de la hanche et une scoliose. La technique de régénération de référence pour traiter ces défauts osseux complexes est l'ostéogenèse par distraction, qui consiste à appliquer une traction mécanique contrôlée et progressive sur le tissu osseux afin de stimuler la formation de nouvel os et de restaurer l'intégrité structurelle.
L'ostéogenèse par distraction est un processus long et exigeant qui implique une ostéotomie, la mise en place de dispositifs de fixation, une phase de distraction contrôlée, une période de consolidation prolongée et une intervention chirurgicale finale pour retirer le matériel. La phase de consolidation peut à elle seule prendre jusqu'à 200 jours, pendant lesquels le patient doit maintenir la stabilité et la mobilité de son squelette dans des conditions difficiles. Il existe donc un besoin clinique évident d'innovations capables d'accélérer la régénération osseuse et de réduire la durée totale de l'ostéogenèse par distraction, une opportunité que les approches avancées basées sur des échafaudages visent à exploiter.
APERÇU DE LA TECHNOLOGIE
Développé par le Dr Mohammad Ali Bagheri sous la supervision du Pr Carl-Eric Aubin, du Pr Isabelle Villemure et du Dr Marie-Lyne Nault, le support plat pliable inspiré de l'origami (OIFFS) est conçu pour être implanté à côté de tout dispositif de distraction osseuse afin d'accélérer la régénération osseuse pendant toutes les étapes de l'ostéogenèse par distraction. L'OIFFS est conçu pour s'adapter aux petits espaces d'ostéotomie et se déployer pendant le processus d'allongement afin de soutenir la croissance du tissu calleux. Cet OIFFS sera le premier échafaudage de distraction à être implanté entre les deux moitiés de l'os afin d'accélérer la guérison osseuse et le rétablissement du patient. Fabriqué à partir d'un mélange spécifique de polycaprolactone et d'hydroxyapatite, l'OIFFS sera produit par impression 3D par frittage laser sélectif (SLS) afin de réduire au minimum les défauts et d'ajuster/contrôler la rugosité de la surface pour une meilleure adhérence cellulaire et une meilleure prolifération/régénération osseuse. Grâce à la conception informatique et à l'apprentissage automatique, cet OIFFS vise à accélérer la guérison osseuse en optimisant les propriétés mécaniques et structurelles afin de réduire le temps de guérison et le risque de complications associées aux dispositifs actuels.
AVANTAGES CONCURRENTIELS
MARCHÉS VISÉS
PUBLICATIONS
OCCASION D’AFFAIRES
Benoit Dore, Ph.D.
Director, Transfer and Innovation Partners
benoit.dore@axelys.ca