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Les infections de l’oreille moyenne, également appelées otites moyennes, touchent plus de 80 % des enfants aux États-Unis. Dans une nouvelle étude, des chercheurs ont conçu un dispositif miniaturisé imprimé en 3D pour inactiver Pseudomonas aeruginosa, une bactérie courante à l’origine de cette infection.

Un dispositif pour traiter les otites

Ce dispositif – un réseau de jets de microplasma – génère du plasma, composé de particules chargées et de molécules réactives qui ont déjà démontré leur capacité à inactiver divers agents pathogènes. « C’est la première fois que quelqu’un essaie de traiter les infections de l’oreille moyenne à l’aide de la technologie du plasma », a déclaré Jungeun Won, un étudiant diplômé du laboratoire Boppart. « Habituellement, le traitement implique l’utilisation d’antibiotiques ou une intervention chirurgicale ».

Le problème de l’utilisation des antibiotiques est double. Premièrement, les antibiotiques sont inefficaces chez plus de 30 % des patients souffrant d’infections aiguës. Deuxièmement, leur utilisation peut entraîner une résistance accrue aux antibiotiques, car les bactéries forment des biofilms – des agrégats qui se fixent à la surface de l’oreille.

« Les biofilms sont très denses, ce qui rend difficile la pénétration des antibiotiques », explique Helen Nguyen professeur titulaire de la chaire Ivan Racheff en génie civil et environnemental. « Notre idée était que si nous pouvions perturber la structure du biofilm, nous pourrions augmenter la pénétration des antibiotiques. »

De très bons résultats

Les chercheurs ont testé le réseau de jets de microplasma en construisant un modèle de l’oreille moyenne. Ils ont utilisé un tympan de rat excisé et ont testé les effets antimicrobiens du microplasma sur les bactéries situées derrière le tympan. « Nous avons utilisé différentes durées pour le traitement et nous avons constaté que 15 minutes et plus étaient efficaces pour inactiver les bactéries », a déclaré Won. « Nous avons également surveillé les tissus pour voir si nous avions créé des trous ou des ruptures, mais nous n’avons pas trouvé de dommages évidents. »

« Nous pensons que le microplasma perturbe le biofilm en perturbant la membrane cellulaire bactérienne », a déclaré Helen Nguyen. « Pour l’instant, nous n’avons que des mesures indirectes qui soutiennent notre idée, mais nous allons nous y intéresser à l’avenir. » Bien que l’épaisseur du tympan des rats soit inférieure de 30 % à celle d’un humain, qui correspond à la largeur d’une mèche de cheveux, ces résultats suggèrent que le traitement par microplasma pourrait être utilisé pour traiter les infections de l’oreille moyenne chez l’homme.

Tester ce dispositif avec d’autres bactéries

Les chercheurs conçoivent actuellement un réseau de jets plus petit, en forme de bouchon d’oreille, pour les traitements, qui permettra des temps d’exposition plus longs. Ils testeront également ces dispositifs sur des modèles animaux utilisant des biofilms d’autres bactéries responsables d’infections de l’oreille moyenne, y compris, Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae et Moraxella catarrhalis, afin de vérifier si ce traitement est également efficace contre ces bactéries. En outre, les chercheurs surveilleront de près les tissus de l’oreille moyenne pour s’assurer que la technologie du plasma n’entraîne pas de dommages structurels et fonctionnels des tissus.

Cette recherche a été publiée dans npj Biofilms and Microbiomes.

Source : University of Illinois at Urbana-Champaign
Crédit photo : iStock

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