Toutes les blessures ne guérissent pas sans complications. Les personnes souffrant de pathologies sous-jacentes, comme le diabète, sont particulièrement sujettes aux plaies chroniques. Des chercheurs de l’Institut Fraunhofer pour les technologies et systèmes céramiques (IKTS) développent des pansements spécialisés capables d’accélérer la cicatrisation. © Fraunhofer IKTS
À l’institut Fraunhofer IKTS, des pansements innovants sont fabriqués par électrofilage à partir d’acide polylactique (PLA), un polymère biodégradable. Des principes actifs spécialement incorporés permettent d’améliorer durablement la cicatrisation et de prévenir efficacement les infections.
En Allemagne, environ un million de personnes sont traitées pour des plaies chroniques dues à diverses affections, allant des troubles circulatoires et des escarres aux problèmes de pieds liés au diabète. Le coût de ces traitements s’élève à quelque 7,5 milliards d’euros par an, et les patients endurent des souffrances considérables. Des chercheurs de l’institut Fraunhofer IKTS de Dresde développent un traitement naturel aux effets secondaires minimes qui pourrait contribuer à lutter contre la résistance aux antibiotiques et à soulager les patients.
Peter Schmieder, chercheur à l’institut Fraunhofer IKTS, et ses collègues développent des pansements spécifiques à cet effet : « Contrairement aux pansements classiques, le matériau blanc de nos pansements contient des principes actifs », explique-t-il. « Cela leur confère des propriétés antimicrobiennes qui favorisent la cicatrisation des plaies. »
Pansements semblables à du tissu contenant divers ingrédients actifs
Les chercheurs fabriquent ces pansements à partir de membranes électrofilées. Bien que l’électrofilage remonte à une centaine d’années, il a récemment été remis au goût du jour et perfectionné. Une solution polymère est introduite dans une seringue puis projetée dans un champ électrique, où elle dépose de fines fibres. La répétition de ce processus permet d’obtenir un tissu semblable à un mouchoir, qui sert de base à ces nouveaux pansements.
Les approches précédentes se concentraient sur des facteurs individuels impliqués dans la cicatrisation. Désormais, pour la première fois, les chercheurs intègrent plusieurs principes actifs dans les membranes des pansements : des bactériophages antibactériens, des protéines favorisant la cicatrisation et des nanomatériaux antiseptiques appelés MXènes.
Les partenaires du projet AntiMicroMXen, financé par le consortium M-ERA.NET, cultivent d’abord ces composants en laboratoire ou les récupèrent à partir des eaux usées hospitalières. Chacun a une fonction différente : « Les bactériophages tuent les bactéries, ce qui en fait une alternative naturelle aux antibiotiques. Les protéines incorporées favorisent la croissance de nouvelles cellules cutanées, accélérant ainsi la cicatrisation », explique Schmieder. « Les MXènes possèdent des propriétés antiseptiques qui aident à combattre les agents pathogènes présents dans la plaie. »
Électrofilage : le procédé de fabrication idéal pour les biomatériaux sensibles
Les principes actifs incorporés dans la membrane doivent répondre à de nombreuses exigences, ce qui représente un défi de taille. Par exemple, les bactériophages et les protéines sont sensibles et doivent être protégés des facteurs environnementaux tels que le pH et la température pour conserver leur efficacité. Les chercheurs doivent donc intégrer ces deux composants dans les fibres de la membrane avec la plus grande densité possible. Les MXènes, en revanche, sont plus efficaces pour éliminer les pathogènes lorsqu’ils sont irradiés et chauffés. Ils doivent donc être positionnés au plus près de la surface externe de la membrane.
Peter Schmieder et son équipe du groupe Matériaux biofonctionnels et diagnostics au point de soins incorporent actuellement chaque ingrédient actif séparément et testent son activité avant de les combiner. Selon Schmieder, l’électrofilage est particulièrement adapté à l’incorporation de composants biologiques car il ne nécessite pas de hautes températures, préservant ainsi les structures protéiques. Cependant, le procédé utilisant une haute tension, les partenaires du projet doivent vérifier que les biomatériaux ont bien résisté au processus de fabrication.
Outre leur utilisation dans les pansements, ces agents actifs pourraient être incorporés aux emballages alimentaires afin de protéger les aliments contre les pathogènes d’origine alimentaire tels que la salmonelle, explique Schmieder. Ces nouveaux pansements figurent parmi les nombreuses applications médicales étudiées par l’institut Fraunhofer IKTS au sein de son unité commerciale Biotechnologies et Technologies Médicales. Le développement des matériaux et l’intégration des principes actifs devraient être achevés d’ici mai 2027. Les partenaires cliniques intéressés sont invités à participer aux essais cliniques en vue de l’obtention de l’autorisation de mise sur le marché de ces nouveaux matériaux.
