Pansements intelligents et cellules souches : l’avenir de la cicatrisation des plaies
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Des nanofibres d'argent aux pansements intelligents et sensoriels, la nouvelle génération de technologies de cicatrisation brouille les frontières entre biologie et ingénierie. Une nouvelle étude s'est penchée sur la question de savoir ce qui est le mieux : les anciennes méthodes ou les nouvelles.
L'être humain soigne les plaies depuis toujours. Avec les progrès scientifiques et technologiques, les méthodes mises au point pour favoriser la cicatrisation et prévenir les infections ont également évolué.
Des chercheurs de l'Université nationale de Taïwan (NTU) ont mené une étude sur les technologies avancées de cicatrisation des plaies, publiée au cours des dix dernières années. À partir de données issues d'essais cliniques, d'études animales et d'expériences en laboratoire portant sur de nouveaux matériaux, agents biologiques et systèmes d'administration intelligents, les chercheurs ont comparé ces approches de nouvelle génération aux pansements et thérapies conventionnels.
« En combinant différentes stratégies de guérison au sein d'un système coordonné, nous visons à aider le corps à se guérir plus efficacement et avec moins de cicatrices », a déclaré l'auteur principal, Zong-Hong Lin, PhD, professeur au département de génie biologique de l'université technologique de Nanyang.
Une plaie est toute lésion cutanée qui altère la structure et le fonctionnement normaux de la peau. La peau est composée de trois couches : l’épiderme, la couche externe la plus fine, qui fait office de barrière contre les germes et prévient la déshydratation ; le derme, la couche intermédiaire plus épaisse, qui contient des vaisseaux sanguins, des nerfs, des glandes sudoripares et du collagène (qui confère à la peau sa résistance et son élasticité) ; et le tissu sous-cutané, la couche la plus profonde. Il est principalement constitué de tissu adipeux et de tissu conjonctif, qui protège et isole le corps.
Lorsqu'une plaie se forme, une ou plusieurs couches de la peau sont endommagées ou détruites. Une plaie superficielle, comme une légère éraflure, n'affecte que l'épiderme. Une plaie à épaisseur partielle atteint le derme, comme une ampoule ou une brûlure superficielle. Une plaie à épaisseur totale traverse toutes les couches de la peau et peut endommager les tissus sous-jacents, les muscles ou les os. C'est le cas, par exemple, d'un ulcère profond ou d'une incision chirurgicale. La barrière protectrice de la peau étant rompue, l'organisme doit agir pour arrêter le saignement, combattre l'infection et régénérer les tissus afin de refermer la plaie et de rétablir la fonction cutanée normale.
Les chercheurs ont passé en revue certaines technologies clés, notamment :
- Les nanomatériaux, tels que les nanoparticules d'argent et les nanofibres
- Échafaudages hydrogels et pansements bioactifs
- Thérapies à base de cellules souches et de facteurs de croissance
- biomatériaux imprimés en 3D et électrofilés et
- Capteurs intelligents et patchs cutanés électroniques.
L’étude, axée sur les taux de cicatrisation, la maîtrise des infections, la régénération tissulaire et les résultats pour les patients, a conclu que les stratégies de cicatrisation de nouvelle génération surpassaient significativement les méthodes traditionnelles sur cinq points clés. Premièrement, elles permettaient une cicatrisation plus rapide et une meilleure intégration tissulaire, notamment grâce aux matrices à base d’hydrogel et aux pansements en nanofibres qui imitaient la matrice extracellulaire de la peau, ce réseau complexe de protéines, d’enzymes et d’autres molécules qui lui confèrent soutien structurel, élasticité et fermeté.
Deuxièmement, les stratégies de nouvelle génération ont également permis de réduire les taux d'infection. Les pansements à base de nanoparticules et les composites à base d'argent ou de zinc ont démontré de fortes propriétés antimicrobiennes. Troisièmement, l'utilisation de matériaux libérant des facteurs de croissance ou chargés de cellules souches a permis d'améliorer les résultats pour les plaies chroniques, en particulier les ulcères diabétiques et les escarres.
Quatrièmement, des pansements intelligents intégrant des capteurs, capables de surveiller le pH, la température et l'exsudat (liquide s'écoulant des plaies, notamment le pus), ont permis d'alerter les professionnels de santé en cas d'infection ou de retard de cicatrisation. Cinquièmement, des matrices imprimées en 3D sur mesure, fabriquées à partir des propres cellules ou biopolymères du patient – une avancée vers la médecine personnalisée – se sont révélées très prometteuses pour le traitement des plaies et brûlures complexes.
Malgré des résultats prometteurs en laboratoire et lors des premiers essais cliniques, les auteurs soulignent certaines limites. Principalement, le coût de production élevé et la faible industrialisation des matériaux bio-ingénierés et nanotechnologiques. Les obstacles réglementaires et de sécurité que doivent surmonter les matériaux contenant des cellules vivantes ou des nanoparticules. La qualité des études est variable ; de nombreux résultats proviennent d’essais de petite envergure et de courte durée ou de modèles précliniques. On constate un manque de données à long terme sur les réponses immunitaires et la toxicité potentielle de certains matériaux synthétiques.
Il est indéniable que les progrès technologiques garantissent la pérennité de ces approches de cicatrisation de nouvelle génération. Les technologies les plus proches d'une utilisation concrète sont les suivantes :
- Les pansements hydrogels et nanofibres, qui commencent déjà à être utilisés en pratique clinique pour traiter les brûlures et les ulcères diabétiques,
- Les composites de nanoparticules d'argent sont largement utilisés pour le contrôle des infections dans les plaies chroniques.
- Des échafaudages imprimés en 3D et des gels de cellules souches font actuellement l'objet d'essais cliniques préliminaires pour le traitement des brûlures graves et la chirurgie reconstructive.
- Pansements équipés de capteurs, testés en milieu hospitalier pour le traitement des plaies post-opératoires et des ulcères du pied diabétique.
Avec l'arrivée des systèmes de surveillance pilotés par l'IA et des bio-encres personnalisées dans les cliniques médicales, les soins des plaies sont sur le point de devenir une science entièrement adaptative et guidée par les données.
https://www.asiaresearchnews.com/content/next-generation-wound-care-guiding-body-heal-itself
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702125002950?via%3Dihub