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Environ un quart des personnes diabétiques développent des ulcères douloureux du pied, dont la cicatrisation est lente en raison du manque d’oxygène dans la plaie dû à l’altération des vaisseaux sanguins et à l’augmentation de l’inflammation. Ces plaies peuvent devenir chroniques, entraînant une mauvaise qualité de vie et une amputation potentielle.

Un hydrogel pour les plaies diabétiques

Jianjun Guan, professeur de génie mécanique et de science des matériaux à la McKelvey School of Engineering de l’université de Washington à St. Louis, a mis au point un hydrogel qui apporte de l’oxygène à une plaie, ce qui diminue l’inflammation, aide à remodeler les tissus et accélère la guérison.

L’hydrogel de Jianjun Guan libère de l’oxygène à la plaie à l’aide de microsphères qui apportent progressivement de l’oxygène pour interagir avec les cellules grâce à une enzyme à leur surface qui convertit ce qui se trouve à l’intérieur de la microsphère en oxygène. L’oxygène est délivré à la plaie sur une période d’environ deux semaines, et l’inflammation et le gonflement diminuent, ce qui favorise la guérison.

« L’oxygène a deux rôles : d’une part, il améliore la survie des cellules cutanées dans les conditions de faible teneur en oxygène de la plaie diabétique et, d’autre part, l’oxygène peut stimuler les cellules cutanées à produire les facteurs de croissance nécessaires à la réparation de la plaie », explique le Dr Guan.

Les tissus de l’organisme ont besoin d’oxygène pour survivre et en ont encore plus besoin lorsque les tissus sont blessés. S’il existe plusieurs traitements pour les plaies chroniques chez les personnes diabétiques, le traitement le plus courant consiste en des dizaines de séances dans un caisson hyperbare à oxygène, mais son efficacité est irrégulière et comporte un risque de toxicité de l’oxygène.

De très bons résultats

Chez les souris, les plaies traitées avec cet hydrogel contenant les microsphères libératrices d’oxygène se sont refermées plus rapidement que les plaies traitées uniquement avec le gel ou celles qui n’ont pas été traitées. Au 16e jour, les plaies traitées avec l’hydrogel avaient été réduites à 10,7 %. Celles traitées avec le gel uniquement étaient réduites à 30,4 %, et celles sans traitement étaient réduites à 52,2 %.

En outre, les plaies traitées avec l’hydrogel contenant les microsphères libératrices d’oxygène présentaient l’épiderme le plus épais au 8e jour, mais le plus fin au 16e jour, ce qui indique que la plaie se cicatrise et que l’inflammation est réduite.

Au cours des 14 dernières années, Guan a développé ce type de gel, qui a près de 70 fonctions et structures chimiques différentes. « Ce gel est un liquide avant que nous le mettions dans le tissu cutané, il est donc facile de mélanger les microsphères », a-t-il déclaré. « Une fois que nous mettons le mélange du gel et des microsphères dans la plaie, il devient solide parce qu’il est sensible à la température – à basse température, c’est un liquide, et à la température du corps, c’est un solide. »

L’un des risques de l’apport d’oxygène dans les plaies est d’en fournir trop, ce qui crée des espèces réactives de l’oxygène (ROS), qui peuvent endommager ou tuer les cellules à des niveaux élevés. L’hydrogel de Guan est capable de récupérer les ROS et de les détruire, éliminant ainsi tout risque. L’équipe de Guan prévoit ensuite d’utiliser l’hydrogel dans un modèle animal de grande taille, dans l’attente de futurs essais cliniques sur l’homme.

Un potentiel pour d’autres maladies

« Cela représente une nouvelle approche thérapeutique pour accélérer la guérison des plaies diabétiques chroniques sans médicaments », a déclaré Guan. « Elle a également le potentiel de traiter d’autres maladies dans lesquelles l’oxygène est faible, comme les maladies artérielles périphériques et les maladies coronariennes. »

Cette recherche a été publiée dans Science Advances.

Source : Washington University in St. Louis
Crédit photo : iStock

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