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Nouveau pansement en nanofibres pour une cicatrisation efficace des plaies

INGÉNIERIE ET ​​TECHNOLOGIENouveau pansement en nanofibres pour une cicatrisation efficace des plaies

Des études récentes ont développé de nouveaux pansements qui accélèrent la cicatrisation et améliorent la régénération tissulaire des plaies.

Les scientifiques ont découvert un aspect très important de la cicatrisation des plaies à la fin des années 1970, alors que la compréhension de ce processus n'en était qu'à ses débuts. On a vu que toutes les blessures qui ont été contractées chez un bébé avant le septième mois de grossesse ne laissaient aucune cicatrice et il y a moins de cicatrice rapide dans le développement précoce des fœtus. Cela a conduit les chercheurs à essayer de recréer ou de reproduire ces propriétés uniques de la peau fœtale qui pourraient être utilisées pour la médecine régénérative. La peau du fœtus est connue pour avoir des niveaux très élevés d'une protéine appelée fibronectine. Cette protéine fibronectine s'assemble généralement en une matrice extracellulaire qui à son tour aide ou plutôt favorise la liaison et l'adhésion cellulaire. Ce qui est unique, c'est que cette propriété est très exclusive à la peau du fœtus et ne se trouve pas dans les cellules adultes. Pour approfondir cette propriété, la protéine fibronectine a deux structures uniques, globulaire et fibreuse. La structure globulaire, c'est-à-dire celle de forme sphérique, se trouve dans le sang, tandis que les tissus du corps sont fibreux. Les fibronectines ont toujours été considérées comme de bons candidats potentiels pour cicatrisation mais la fabrication de fibronectine fibreuse est restée un défi jusqu'à présent. Dans deux études publiées récemment, les chercheurs ont fourni des informations sur deux types différents de nanofibre pansements qui utilisent des protéines d'origine naturelle chez les plantes et les animaux. Ces pansements sont présentés comme très efficaces pour la cicatrisation et la repousse des tissus d'une plaie. Ces études actuelles ont ouvert la voie à la possibilité de créer et de développer des nanofibres pour la cicatrisation des plaies. Toute l'idée des auteurs était de créer des pansements dans le but de développer des thérapeutiques pour les blessures, notamment celles infligées pendant la guerre. La cicatrisation de telles plaies est un processus douloureux et n'est pas desservi par les traitements des plaies actuellement disponibles.

Dans la première étude publiée dans Biomatériaux, des chercheurs de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) et du Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering ont fabriqué de la fibronectine fibreuse sur une plate-forme appelée Rotary Jet-Spinning (RJS), développée en interne1. Ils ont décrit un pansement de plaie en utilisant du tissu fœtal. Le processus en 2 étapes était simple dans lequel d'abord une solution de polymère liquide (ici, de la fibronectine globulaire dissoute dans un solvant) est chargée dans un réservoir et est poussée dans une petite ouverture par une force centrifuge pendant que cette machine tourne. Lorsque cette solution quitte le réservoir, le solvant s'évapore et les polymères se solidifient. Cette forte force centrifuge déplie la fibronectine globulaire en petites fibres minces (moins d'un micromètre de diamètre). Ces fibres peuvent être collectées pour faire des pansements ou des bandages. Des tests sur des animaux ont montré que les plaies traitées avec ce nouveau pansement à la fibronectine ont montré une restauration du tissu cutané de 84 pour cent en seulement 20 jours, tandis que les pansements normaux ont restauré 55.6 pour cent. Le fonctionnement de ce pansement a été bien expliqué. Le pansement s'intègre dans la plaie et agit comme un échafaudage instructif qui permet alors aux différentes cellules souches d'effectuer la régénération et l'assistance nécessaires au processus de cicatrisation des tissus de la plaie. Le matériau est finalement absorbé par le corps. Les plaies traitées avec ce pansement à la fibronectine ont une épaisseur épidermique et également une architecture dermique très normales. Même les cheveux ont repoussé dans la zone de la plaie après sa guérison. C'est une grande réussite car la repousse des cheveux est restée l'un des principaux défis dans le domaine de la cicatrisation des plaies. Par rapport aux processus standard de régénération de la peau, cette procédure répare efficacement les tissus et régénère également le follicule pileux en utilisant la capacité d'un seul matériau. De toute évidence, une telle approche présente des avantages significatifs pour traduire la recherche en utilisation réelle. Ces pansements à la fibronectine peuvent être adaptés et utiles pour les petites plaies, en particulier sur le visage et les mains où il est important de prévenir toute cicatrisation.

Dans leur deuxième étude publiée dans Matériaux de santé avancés, les chercheurs ont développé une nanofibre à base de soja qui favorise la cicatrisation des plaies2. La protéine de soja contient, d'une part, des molécules de type œstrogène (dont il est prouvé qu'elles accélèrent la cicatrisation des plaies) et d'autre part, des molécules bioactives qui contribuent à la construction et au soutien des cellules humaines dans le corps. Ces types de molécules sont couramment utilisés en médecine de la reproduction. Il est très intéressant de constater que chaque fois que les niveaux d'œstrogènes sont plus élevés dans le corps d'une femme, leurs coupures ou ecchymoses guérissent plus rapidement. C'est la raison pour laquelle les femmes enceintes guérissent plus rapidement parce qu'elles ont un taux élevé d'œstrogènes. C'est aussi la raison pour laquelle un bébé à naître à l'intérieur de l'utérus exprime une cicatrisation sans cicatrice en raison des niveaux élevés d'œstrogènes présents. Les chercheurs ont utilisé le même RJS pour filer des fibres de soja ultrafines en pansements. Ces expériences ont également montré que les pansements à base de soja et de cellulose sur les plaies présentaient une guérison accrue et améliorée de 72%, contre seulement 21% dans les plaies sans ce pansement à base de protéines de soja, ce qui les rend extrêmement prometteurs. Ces pansements sont peu coûteux et donc parfaitement adaptés à une utilisation à grande échelle, par exemple pour les brûlés. De tels échafaudages rentables sont considérés comme une révélation et ont un énorme potentiel de régénération, en particulier pour les milices, des pansements sous l'égide de la technologie des nanofibres. Le Harvard Office of Technology Development a protégé la propriété intellectuelle relative à ces projets et explore les opportunités de commercialisation.

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{Vous pouvez lire le document de recherche original en cliquant sur le lien DOI ci-dessous dans la liste des sources citées}

Sources)

1. Chantre CO et al. 2018. Les nanofibres de fibronectine à l'échelle de la production favorisent la fermeture des plaies et la réparation des tissus dans un modèle murin dermique. Biomatériaux. 166 (96). https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2018.03.006

2. Ahn S et al. 2018. Échafaudages en nanofibres de protéines de soja/cellulose imitant la matrice extracellulaire de la peau pour une cicatrisation améliorée des plaies. Matériaux de santé avancéshttps://doi.org/10.1002/adhm.201701175

Équipe SCIEU
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