pansements-bioinspirés
Coupures, éraflures, ampoules, brûlures, éclats de bois et perforations – notre peau peut être blessée de plusieurs façons. La plupart des traitements des plaies cutanées impliquent simplement de les recouvrir d’une barrière (généralement un pansement de gaze adhésif) pour les maintenir humides, limiter la douleur et réduire l’exposition aux microbes infectieux, mais ils ne facilitent pas activement le processus de guérison.

Un pansement bio-inspiré

Des pansements plus sophistiqués capables de surveiller des aspects de la cicatrisation tels que le pH et la température et d’administrer des médicaments au site de la plaie ont été développés ces dernières années, mais leur fabrication est complexe, coûteuse et difficile à personnaliser, ce qui limite leur potentiel d’utilisation généralisée.
Aujourd’hui, une nouvelle approche évolutive d’accélération de la cicatrisation des plaies a été mise au point, basée sur des hydrogels sensibles à la chaleur, actifs mécaniquement, extensibles, résistants, hautement adhésifs et antimicrobiens (AAD).
Créés par des chercheurs de l’Institut Wyss pour le génie inspiré biologiquement de l’Université Harvard, de l’École d’ingénierie et des sciences appliquées Harvard John A. Paulson (SEAS) et de l’Université McGill, les AAD peuvent fermer les plaies bien plus rapidement que d’autres méthodes et empêcher la croissance bactérienne.
« Cette technologie pourrait être utilisée non seulement pour les lésions cutanées, mais également pour les plaies chroniques telles que les ulcères diabétiques et les escarres, pour l’administration de médicaments et comme composants de thérapies basées sur la robotique douce », a déclaré l’auteur correspondant David Mooney, fondateur et membre principal du corps professoral du Wyss Institute et professeur de bio-ingénierie.

Ces pansements s’inspirent des embryons 

Les AADs s’inspirent des embryons en développement, dont la peau est capable de se guérir complètement, sans formation de tissu cicatriciel. Pour y parvenir, les cellules cutanées embryonnaires autour d’une plaie produisent des fibres constituées de la protéine actine qui se contractent pour rapprocher les bords de la plaie, comme un sac à cordon fermé.
Les cellules de la peau perdent cette capacité une fois que le fœtus a dépassé un certain âge et toute blessure qui survient après ce moment provoque une inflammation et des cicatrices au cours du processus de guérison.
Pour imiter la cicatrisation embryonnaire, les chercheurs ont utilisé de l’hydrogel adhésif résistant en ajoutant un polymère thermorésistant, appelé PNIPAm, qui repousse l’eau et rétrécit à environ 32 degrés Celsius. L’hydrogel hybride résultant commence à se contracter lorsqu’il est exposé à la chaleur corporelle et transmet la force du composant PNIPAm en contraction aux liaisons tissulaires sous-jacentes de la peau entre l’hydrogel d’alginate et la blessure. De plus, des nanoparticules d’argent sont incorporées dans l’AAD pour assurer une protection antimicrobienne.

Ils ont testé leur pansement sur des porcs 

Les chercheurs ont testé leur pansement sur des porcs et ont constaté qu’il avait une force adhésive supérieure à 10 fois à celle d’un bandage ordinaire et empêchait la prolifération des bactéries. Ils l’ont également testé sur des plaques de peau de souris et ont constaté qu’elle réduisait la taille de la plaie d’environ 45% par rapport à la quasi-absence de modification de la zone dans les échantillons non traités et les plaies se refermaient plus rapidement.
L’ADD n’a pas provoqué également d’inflammation ni de réponse immunitaire, ce qui indique qu’il est sans danger pour une utilisation sur les tissus vivants.
L’équipe a également créé une simulation informatique de la fermeture de la plaie assistée par un AAD, qui prédit que la peau pourrait se contracter à un taux comparable à celui de la peau de souris, ce qui indiquerait une probabilité plus élevée de présenter un bénéfice clinique chez les patients humains.

Les chercheurs travaillent à sa commercialisation

«Nous poursuivons cette recherche avec des études pour en savoir plus sur l’impact des signaux mécaniques exercés par l’AAD sur le processus biologique de cicatrisation de la plaie et sur le fonctionnement de l’AAD à différentes températures, car la température corporelle peut varier en différents endroits», a déclaré Freedman. « Nous espérons poursuivre d’autres études précliniques pour démontrer le potentiel d’un AAD en tant que produit médical, puis travaillons à sa commercialisation. »
Cette recherche a été publiée dans Science Advances.
Source : Harvard University
Crédit photo : Pixabay (montage)