Ce bioadhésif inspiré par la bave de limace pourrait révolutionner la chirurgie

Ce bioadhésif inspiré par la bave de limace pourrait révolutionner la chirurgie
Ce pansement bio-inspiré couvre ici un cœur de porc troué. Étanche et résistant aux chocs, il permet à l'organe de continuer à battre convenablement ! JIANYU LI, ADAM CELIZ, DAVID MOONEY

Des chercheurs de l’université de Harvard ont développé un « scotch » non toxique qui peut être utilisé sur la peau et les organes. Le dispositif a été utilisé pour réparer un cœur de porc percé afin de lui permettre de continuer à battre.

BIO-INSPIRATION. Pas facile de réparer un organe perforé : on privilégie aujourd’hui les sutures chirurgicales, à partir de fils résorbables ou non. Et pour cause : la plupart des colles et des pansements adhésifs sont toxiques pour le corps et adhèrent très mal aux tissus humides, ce qui les rend difficiles à utiliser dans le contexte médical. Un problème qu’une équipe de chercheurs de l’université de Harvard est parvenu à contourner : ces derniers ont conçu un adhésif dont la formule biochimique est inspirée par… la bave de limace ! Testés sur le porc et le rat, les pansements ainsi conçus parviennent à colmater un cœur ou un foie percés, permettant aux organes de continuer à fonctionner. Cette découverte, qui pourrait révolutionner le monde de la chirurgie, a été publiée dans Science.

La bave de la limace, colle extra-forte

Le secret de fabrication des chercheurs ? « Deux couches de matériaux distincts : une première permettant l’adhérence grâce aux forces électrostatiques et à des liaisons covalentes, et une seconde qui dissipe l’énergie dégagée par la réaction d’adhérence », expliquent-ils dans la publication. « Historiquement, c’est la première fois que ces deux caractéristiques sont incluses dans un seul adhésif », détaille Dave Mooney, co-auteur de l’étude. « Cette combinaison permet des niveaux d’adhérence bien plus élevés que tous les adhésifs traditionnels, et résiste au sang et au mouvement, ce qui le rend compatible avec un usage in vivo. »

LIMACE. Cette formule s’inspire en fait… du mucus de défense sécrété par la limace Arion subfuscus (aussi appelée « Loche roussâtre), dont la constitution avait déjà été établie par d’autres chercheurs. Ce mucus est fait d’un double réseau de molécules : le premier contient des protéines négativement chargées, et le second de l’héparane sulfate protéoglycanne, une molécule provoquant l’adhérence des tissus entre-eux. Pour imiter la limace avec leur hydrogel, Dave Mooney et ses collègues ont ainsi superposé deux matériaux fonctionnellement similaires : une première couche d’alginate-polyacrylamide négativement chargée, et une seconde couche adhésive composée de polymères positivement chargés. Et e n’est pas la première fois que l’ingénierie des matériaux s’inspire du règne vivant : certaines colles extra-fortes en milieu aqueux avaient déjà pu voir le jour grâce à l’exemple des moules.

Un cœur de cochon « réparé » à l’aide de l’adhésif a tenu plusieurs dizaines de milliers de battements supplémentaires (L’organe ayant été prélevé sur un animal mort, le cycle a été artificiellement recréé à l’aide d’une pompe extérieure) / © Dave Mooney et al.

Un vaste champ d’applications médicales

Afin de tester la résistance de cette colle bio-inspirée, les chercheurs ont procédé à des tests de résistance sur divers tissus de porc et de rat : peau, cartilage, cœur, artère, foie… Et les résultats sont très encourageants : l’hydrogel tient au moins trois fois mieux que les autres adhésifs de qualité médicale. Implanté sous la peau d’un rat, il s’est correctement maintenu pendant plus de 2 semaines. Il a même permis de « réparer » un cœur de porc troué (prélevé sur un animal mort) : les chercheurs sont parvenus à le faire battre artificiellement à l’aide d’une machine (voir animation ci-dessus) pendant plusieurs dizaines de milliers de cycles supplémentaires.

APPLICATIONS. « Cette famille d’adhésifs résistants a un large champ d’application, se réjouit Adam Celiz, également co-auteur. Nous pourrons concevoir des pansements biodégradables qui se décomposeront après avoir accompli leur mission, voire de nouveaux moyens d’administrer les médicaments in vivo. » Une découverte qui réjouit Donald Ingberg, fondateur de l’institut Wyss de l’université de Harvard, où a été menée l’étude. « Nous avons hâte de voir comment cette approche, inspirée par une simple limace, permettra le développement de nouvelles technologies d’aide à la chirurgie et à la cicatrisation ». D’ici là, la difficulté sera de passer aux essais cliniques chez l’homme.

 

Sarah Sermondadaz

Source : sciencesetavenir.com

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