Une équipe du Technion crée une bio-colle capable de refermer les plaies internes

L’hydrogel, qui est actuellement en phase d’essai et n’a pas encore été testé sur l’homme, est composé d’une nouvelle classe de colle capable d’adhérer aux tissus humides, comme ceux qui se trouvent à l’intérieur du corps, pour refermer les plaies des organes humides ou sanguinolents sans suture ni agrafe, explique Shady Farah, chef du Laboratoire pour les polymères fonctionnels / médicinaux avancés et l’administration intelligente de médicaments à l’Institut de technologie Technion-Israël.

« La nature est le meilleur des professeurs », poursuit Farah, 39 ans, pour le Times of Israel. « Nous avons imité l’adhésif produit par les mollusques. »

L’hydrogel, récemment décrit dans la revue à comité de lecture Advanced Materials, peut être facilement préparé, en 10 secondes, pour être utilisé dans des zones aux infrastructures limitées, telles que les zones de guerre ou les hôpitaux de campagne, poursuit Farah.

« Prenons le cas d’une hémorragie massive », ajoute Farah. « Une veine a éclaté ou vous devez faire une intervention chirurgicale et il y a une quantité excessive de liquides. Vous pouvez utiliser ce matériau hydrogel à l’intérieur du corps pour refermer la plaie en l’espace de quelques secondes. »

Il s’arrête puis compta à haute voix : « Un-deux-trois-quatre-cinq. »

En revanche, les points de suture, sutures et autres agrafes, souvent employés dans les cas de chirurgie ou le soin des plaies, peuvent prendre beaucoup plus de temps à se déployer, ce qui permettrait de gagner un temps précieux après des blessures traumatiques.

Le gel peut également être imprimé en 3D si nécessaire pour une application personnalisée, ce qui augmente d’autant son efficacité.

« Cela pourrait conduire à une nouvelle génération de bio-bandes, de scellants et de technologies de traitement des plaies susceptibles de minimiser les traumatismes et améliorent la récupération », explique Farah, qui a développé la solution avec son doctorant, Qi Wu.

Le professeur Joseph Kost, titulaire de la chaire Abraham et Bessie Zacks en génie biomédical à l’Université Ben Gurion, a déclaré que les hydrogels bio-adhésifs représentaient « une avancée majeure dans la technologie médicale ».

Les hydrogels « répondent à un besoin critique d’adhérence tissulaire forte et fiable dans des conditions humides ou sous-marines, tandis que l’impression 3D permet des conceptions personnalisées complexes », explique Kost, qui n’a pas participé au développement du produit, dans un commentaire écrit pour le Times of Israel.

Le pouvoir des moules

Cette bio-colle fonctionne de la même manière que le fluide issu du corps des moules, ces mollusques invertébrés qui vivent dans la mer, surtout dans les eaux peu profondes, près des rivages.

Les moules sont capables de s’accrocher à des rochers humides – même battus par de grosses vagues – en créant une protéine liquide à prise rapide à l’intérieur de leur corps qu’elles pressent ensuite dans une rainure de leur pied. Cette protéine se transforme en centaines de fils collants dont l’adhésif durcit en l’espace de quelques instants et maintient ensuite l’animal en place.

« Notre but était de fabriquer un gel qui imite la colle utilisée par les moules », précise Farah. « Quelque chose de compatible avec le corps humain, capable de se plier et de bouger, qui ressemble à de vrais tissus. »

Selon Farah, qui a grandi dans la ville de Kfar Yasif, en Galilée occidentale, et a été associé postdoctoral au Massachusetts Institute of Technology, les colles utilisées dans le passé deviennent rigides ou se desserrent dans des conditions humides.

« Nous voulions également un matériau naturel capable de prévenir les infections et les bactéries », ajoute-t-il.

« Et biodégradable », souligne-t-il. « Une fois utilisé, il se désintègre et c’est terminé. »

Pour créer cet hydrogel, l’équipe du Technion a développé une nouvelle classe de colle, surnommée Adhésifs à couche renforcée par des particules, en utilisant un polymère riche en eau composé de longues molécules en forme de chaîne capables de retenir l’eau tout en conservant leur structure.

Ce polymère, qui ressemble à de la gelée, est doux et flexible.

L’un des composants les plus importants de cet adhésif est l’acide tannique, un produit chimique naturel présent dans l’écorce des arbres et le thé qui aide l’adhésif à s’accrocher aux tissus vivants à l’intérieur du corps.

La colle contient également un polymère connu sous le nom de polylysine, utilisé dans les conservateurs pour empêcher la croissance bactérienne.

Une précision chirurgicale

Persuadée de son avantage dans les situations d’urgence, l’équipe croit également que le nouvel adhésif pourrait être utilisé pour favoriser la convalescence et les soins post-opératoires.

Selon Farah, près de 400 millions de personnes subissent une intervention chirurgicale chaque année, et lors des 30 premiers jours qui suivent l’opération, « quatre millions au moins meurent d’hémorragie, d’infection ou d’autres complications ».

« L’infection est un gros problème, particulièrement après les interventions chirurgicales », explique-t-il.

Pour refermer des plaies après une intervention chirurgicale, le gel peut être fabriqué à l’aide d’une imprimante 3D de haute résolution, pour épouser la forme et l’épaisseur requises pour chaque patient.

Doté d’une mémoire de forme, l’adhésif peut être imprimé à l’avance puis stocké, même sous forme de poudre. Et lorsque c’est nécessaire, poursuit Farah, au moyen d’une « opération peu invasive », il est placé dans le corps.

« Ensuite, il se modifie de lui-même pour s’adapter à la forme souhaitée », ajoute Farah.

L’équipe de Farah a testé l’hydrogel sur divers tissus, y compris le cœur et le foie, ainsi que sur de petits modèles animaux de laboratoire.

La prochaine étape consistera à tester le gel sur des animaux de plus grande taille, puis à commencer des essais cliniques sur des humains.

« C’est palpitant », conclut Farah.