samedi , 16 décembre 2017

MeTro, une colle chirurgicale sans nécessiter de sutures ou d’agrafes

Les chercheurs rapportent la création d’une colle chirurgicale, appelée MeTro, qui peut sceller des plaies comme des perforations pulmonaires ou des dommages des artères sans nécessiter des sutures ou des agrafes. Cette colle chirurgicale, si elle est confirmée et applicable aux humains, pourrait être utilisée dans de nombreuses procédures chirurgicales.


MeTro, une colle chirurgicale sans nécessiter de sutures ou d’agrafes
Un scan de micrographie électronique (sur la gauche) et une coloration histologique (sur la droite). Les deux montrent comment la colle chirurgicale MeTro (en haut) est appliqué sur une zone endommagée du poumon et se verrouille avec la surface. Le tissu élastique est totalement scellée sans nécessiter de sutures et d'agrafes - Crédit : Wyss Institute at Harvard University
Pour réparer les organes et les tissus endommagés ou percés, les chirurgiens utilisent généralement des agrafes, des sutures et des fils pour maintenir les bords de la plaie afin qu’ils puissent se cicatriser. Mais ces procédures sont difficiles à réaliser dans les zones difficiles à atteindre du corps et les plaies ne sont pas toujours immédiatement scellées. Ces procédures présentent également le risque que les tissus soient encore endommagés et infectés. Un défi particulier est posé par des plaies dans des tissus fragiles ou élastiques qui se développent ou se contractent en permanence comme la respiration pulmonaire, un coeur qui bat et les pulsations des artères.

Pour remédier à certains de ces problèmes, les ingénieurs biomédicaux ont développé une gamme de colles chirurgicales qui peuvent lier les tissus pour éliminer les fuites. Cependant, les colles chirurgicales actuellement disponibles ne sont pas adaptés à la plupart des applications chirurgicales et ils ne fonctionnent pas sans les sutures ou les agrafes, car ils ne présentent pas une combinaison optimale d’élasticité, d’adhérence tissulaire et de résistance. En utilisant notre expertise dans la création de matériaux pour la médecine régénératrice, nous avons cherché à créer une solution réelle à ce problème dans le cadre d’un effort pluridisciplinaire avec les cliniciens et les bio-ingénieurs selon Ali Khademhosseini, membre associé de la faculté de l’Institut Wyss de génie biologique de Harvard.

Publiée dans Science Translational Medicine, une étude par une équipe dirigée par Khademhosseini à l’Université du Northeastern présente une solution robuste pour la réparation efficace des plaies dans des zones corporelles difficiles.1 Les chercheurs ont démontré qu’une colle, basée sur l’élastine qui est une protéine humaine résistante à la résilience présente dans tous les tissus élastiques tels que la paroi des artères, la peau et les poumons, peut être modifiée de manière photochimique pour sceller efficacement les incisions dans les artères et les poumons des rats et réparer les plaies dans les poumons des porcs sans avoir besoin de sutures et d’agrafes.

En 2013, inspirés des capacités naturelles et de la synthèse des fibres d’élastine, Khademhosseini et ses collègues ont commencé à explorer les capacités régénératives de la tropoélastine qui est la protéine précurseur utilisée par le corps pour obtenir l’élastine. En imitant les mécanismes du corps, les chercheurs ont appris à produire de grandes quantités de tropoélastine humaine recombinante dans la bactérie E. coli et en utilisant un réactif photoréticulant appelé méthacrylate et la lumière UV, les chercheurs ont réticulé différentes protéines de tropoélastine dans une solution d’hydrogel élastique polyvalent qu’ils ont appelé MeTro. Ces travaux ont montré que MeTro pourrait être utilisé pour générer une matrice micro-structurée dans laquelle les cellules cardiaques peuvent adhérer et être cultivées comme des tissus pour la réparation potentielle des dommages cardiaques.

Un scan de micrographie électronique (sur la gauche) et une coloration histologique (sur la droite). Les deux montrent comment la colle chirurgicale MeTro (en haut) est appliqué sur une zone endommagée du poumon et se verrouille avec la surface. Le tissu élastique est totalement scellée sans nécessiter de sutures et d'agrafes - Crédit : Wyss Institute at Harvard University

Un scan de micrographie électronique (sur la gauche) et une coloration histologique (sur la droite). Les deux montrent comment la colle chirurgicale MeTro (en haut) est appliqué sur une zone endommagée du poumon et se verrouille avec la surface. Le tissu élastique est totalement scellée sans nécessiter de sutures et d’agrafes – Crédit : Wyss Institute at Harvard University

Pour leur étude, les chercheurs ont également collaboré avec George Cheng, un pneumologue et Sidhu Gangadharan qui est chef de la Chirurgie thoracique et de la Pneumologie interventionnelle au BIDMC. En discutant de nos résultats précédents sur MeTro avec Sidhu et George, nous avons pris conscience que les blessures pulmonaires posent un problème chirurgical qui n’a pas encore de solution optimale et on a commencé à étudier notre approche de matériaux en tant que colle chirurgicale pour les tissus pulmonaires et autres tissus élastiques selon Annabi.

En faisant varier les concentrations du réactif de réticulation et de la tropoélastine, l’équipe a généré une gamme d’hydrogels MeTro avec différentes élasticités ainsi que des forces adhésives cohérentes et tissulaires, puis elle a identifié des compositions les plus performantes dans les modèles animaux avec des blessures pulmonaires et vasculaires. L’idée de cette approche était de trouver des formulations MeTro qui se rapprocheraient le plus des élasticités et des forces naturelles des tissus et qui se lieraient bien aux surfaces tissulaires même en présence de fluides comme le sang ce qui est un défi avec de nombreuses colles chirurgicales.

Ces nouveaux gels MeTro pouvaient fermer les incisions dans les artères et les perforations dans les poumons des rats vivants ce qui permet aux animaux de survivre alors qu’ils auraient succombé avec les autres procédures. La beauté d’une formulation MeTro est que, dès qu’elle entre en contact avec les surfaces de tissu, elle se solidifie dans une phase similaire au gel. Nous pouvons ensuite la stabiliser en la cicatrisant sur place avec un traitement de réticulation médiée. Cela permet à la colle d’être placé très précisément, de se lier étroitement et de se verrouiller avec des structures sur la surface du tissu selon Annabi.

Les chercheurs rapportent la création d'une colle chirurgicale, appelée MeTro, qui peut sceller des plaies comme des perforations pulmonaires ou des dommages des artères sans nécessiter des sutures ou des agrafes. Cette colle chirurgicale, si elle est confirmée et applicable aux humains, pourrait être utilisée dans de nombreuses procédures chirurgicales.

Crédit : University of Sydney

Pour concrétiser leurs résultats dans des blessures pulmonaires humaines, l’équipe a d’abord testé si MeTro pouvait également sceller les incisions dans les poumons explantés et dégonflés de cochons. Après l’inflation, MeTro a été significativement plus efficace pour sceller les fuites sous des pressions plus élevées que les colles chirurgicales disponibles et les sutures. Il est important de souligner que cette tendance s’est traduite par des expériences in vivo dans lesquelles MeTro pouvait sceller de manière permanente des fuites de sang et d’air pulmonaires sévères sans sutures ou agrafes.

Les applications potentielles sont puissantes allant du traitement des blessures internes graves dans les sites d’urgence comme les accidents de voiture et dans les zones de guerre ainsi que l’amélioration des chirurgies hospitalières. Nous avons montré que MeTro est actif dans une gamme de paramètres différents et il résout les problèmes posés par les autres colles chirurgicales. Nous sommes désormais prêts à transférer nos recherches sur les tests humains. J’espère que MeTro sera bientôt utilisé dans la clinique ce qui permettra de sauver des vies humaines selon Weiss.

Dans nos études in vivo, MeTro semble rester stable au cours de la période où les blessures doivent guérir dans des conditions mécaniques exigeantes et la colle se dégrade plus tard sans aucun signe de toxicité. MeTro remplit toutes les conditions d’une colle chirurgicale hautement polyvalente et efficace avec un potentiel qui bien au-delà des sutures pulmonaires et vasculaires et des applications sans agrafes selon Khademhosseini.

Sources

1.
Engineering a highly elastic human protein–based sealant for surgical applications. Science Translational Medicine. http://dx.doi.org/10.1126/scitranslmed.aai7466. Accessed October 4, 2017.
N'oubliez pas de voter :
1 étoile2 étoiles3 étoiles4 étoiles5 étoiles (2 votes, moyenne : 4,00 sur 5)
Loading...

Faites un don sur notre page Patreon

Quelle est la fiabilité de cette information ou étude ?

Aucun avis particulier

A propos de Jacqueline Charpentier

mm

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d’emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l’actualité scientifique et celle de la santé.

Répondre

Votre adresse email ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont marqués d'une étoile *

*

Timber by EMSIEN 3 Ltd BG