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Les troubles circulatoires, le diabète ou le fait de rester couché dans la même position pendant de longues périodes peuvent entraîner des plaies chroniques qui ne guérissent pas. Il n’existe pratiquement aucune option de traitement efficace pour ce problème.

Les plaies chroniques

Une équipe de recherche en science des matériaux de l’université de Kiel (CAU), en collaboration avec des collègues du centre médical universitaire du Schleswig-Holstein (UKSH), de la faculté de médecine de Harvard (États-Unis) et de l’université de Dankook (Corée du Sud), a mis au point un patch pour les plaies doté de fonctions de guérison améliorées et pouvant être adapté individuellement à chaque patient.

Ce patch imprimé en 3D possède des propriétés antibactériennes, alimente la plaie en oxygène et en humidité et favorise la formation de nouveaux tissus. Ces propriétés sont activées et contrôlées par irradiation.

Un hydrogel médical

La base de ce patch nouvellement développé est un hydrogel médical. Grâce à sa teneur élevée en eau (90 %) et à son espacement relativement important à l’échelle microscopique, il peut fournir des soins optimaux pour les plaies sèches chroniques. Cependant, le composant le plus important est constitué de microparticules d’oxyde de zinc antibactérien, qui réagissent à la lumière et ont été développées par les chercheurs en science des matériaux de Kiel.

En collaboration avec une équipe du Brigham and Women’s Hospital de la Harvard Medical School de Boston, ils ont trouvé un moyen d’appliquer des protéines spéciales sur ces microparticules. Ces protéines sont activées par une lumière verte favorable aux cellules et stimulent ainsi la formation de nouveaux vaisseaux sanguins. L’amélioration de la circulation sanguine donne naissance à de nouveaux tissus, ce qui permet à la plaie de se refermer.

« En contrôlant les effets de ce patch par la lumière, nous pouvons adapter le déroulement et le dosage du traitement aux besoins des patients », a déclaré Rainer Adelung, professeur de nanomatériaux fonctionnels à l’Institut des sciences des matériaux de l’université de Kiel.

Un matériau « intelligent »

La science des matériaux appelle cela un matériau « intelligent », qui réagit de manière indépendante aux stimuli externes et peut être contrôlé par eux. Il existe déjà des patchs d’hydrogel au fonctionnement similaire, qui peuvent également être activés de manière ciblée – mais leurs effets thérapeutiques sont déclenchés par des signaux thermiques ou électriques. « Ces concepts présentent toutefois l’inconvénient que la plaie se réchauffe également et que les hydrogels commencent à se désintégrer », a expliqué M. Adelung.

En outre, les spécialistes des matériaux de Kiel ont travaillé en étroite collaboration avec le professeur Helmut Fickenscher, spécialiste de la médecine des infections au CAU et au centre médical universitaire du Schleswig-Holstein (UKSH). Lui et son équipe ont testé les propriétés antibactériennes de ce patch : ils l’ont posé sur un biofilm bactérien pendant 72 heures et ont découvert que les bactéries ne proliféraient pas dans un rayon de plusieurs millimètres autour du patch.

De très bons résultats

« Pour ce test, nous avons utilisé deux germes typiques des plaies, avec deux structures totalement différentes : Staphylococcus aureus et Pseudomonas aeruginosa. Ce patch a démontré un effet thérapeutique pour des  deux types de bactéries, ce qui suggère un effet universel », a résumé le Dr Gregor Maschkowitz, microbiologiste médical à l’UKSH. D’autres tests in vivo ont été réalisés au NBM Global Research Center for Regenerative Medicine de l’université de Dankook, en Corée du Sud. Les premiers résultats indiquent également une bonne tolérance de ce patch et une meilleure cicatrisation des plaies.

Maintenant que les premiers tests ont montré que leur concept fonctionne bien en principe, les chercheurs veulent améliorer le contrôle par la lumière, afin de pouvoir proposer aux patients un traitement personnalisé des plaies encore plus efficace.

Cette recherche a été publiée dans Advanced Functional Materials.

Source : Kiel University
Crédit photo : StockPhotoSecrets

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