Des chercheurs ont mis au point un patch d’hydrogel qui peut être utilisé après une opération abdominale pour maintenir les plaies et détecter les fuites au niveau des sites de suture.
Les fuites de sutures après une chirurgie abdominale constituent une complication potentiellement mortelle que les chirurgiens peuvent ne pas détecter immédiatement. Des chercheurs ont maintenant mis au point un patch d’hydrogel qui non seulement aide à la fermeture des plaies, mais détecte rapidement les fuites au niveau des points de suture à l’intérieur de l’abdomen.
Lorsqu’un chirurgien enlève une partie de l’intestin, par exemple, et en suture les extrémités ensemble dans ce qu’on appelle une anastomose, il y a un risque de fuite. Le problème est qu’une fois la peau refermée, le chirurgien peut ne pas savoir si une fuite se produit à l’intérieur de la cavité abdominale.
Les fuites anastomotiques provoquent le déversement de liquides gastriques très acides dans la cavité abdominale et peuvent entraîner de graves complications telles que l’inflammation et l’infection des tissus qui tapissent la cavité (péritonite) ainsi qu’une infection sanguine potentiellement mortelle (septicémie). Une fuite n’est souvent découverte qu’une fois que le patient a développé des symptômes tels que douleur et fièvre et que son état de santé général s’est détérioré.
Le problème lié à la mise au point d’un dispositif qui facilite la fermeture de l’anastomose ou surveille les fuites est qu’il doit résister à l’acidité élevée des fluides gastro-intestinaux sans se dégrader. Des chercheurs du Laboratoire fédéral de science des matériaux et de technologie (Empa) en Suisse et de l’ETH Zurich ont mis au point un dispositif de détection des fuites qui peut résister à l’environnement acide de l’intestin et peut également aider à la fermeture de la plaie.
« Les chirurgiens nous ont dit qu’ils surveillaient de près le champ opératoire, même lors des interventions les plus compliquées, mais dès que la cavité abdominale est fermée, ils sont ‘aveugles’ et ne remarquent les fuites que lorsqu’il est trop tard », explique Alexandre Anthis, l’un des auteurs correspondants de l’étude.
Le patch est constitué d’une matrice d’hydrogel en couches dans laquelle sont intégrés des sels de carbonate, de baryum ou de lanthane, qui agissent comme des capteurs non électroniques. Le carbonate de baryum est déjà couramment utilisé comme agent de contraste pour les rayons X, tandis que le carbonate de lanthane est utilisé pour réduire les taux élevés de phosphate dans le sang causés par les maladies rénales.
Lorsque le carbonate entre en contact avec des liquides digestifs acides, il se décompose et produit des bulles de dioxyde de carbone qui restent piégées dans la matrice de l’hydrogel. Ces bulles sont visibles aux ultrasons car elles se détachent des tissus environnants en raison de leur contraste élevé.
En tant que mécanisme de détection des fuites « de secours », le patch change également de forme en présence de fluides digestifs – en un anneau ou une ligne – ce qui le rend facile à repérer par tomodensitométrie (CT scan). Cela signifie que le patch offre une détection « double modalité », les fuites étant visibles à la fois par échographie et par tomodensitométrie, y compris par tomodensitométrie à très faible dose de rayonnement.
a) La chirurgie gastrique expose le patient à un risque de complications postopératoires causées par des fuites au niveau des reconnexions tissulaires, qui libèrent des liquides gastriques dans la cavité abdominale. b) Le patch de détection de fuites à double modalité permet une détection précoce des fuites par tomodensitométrie (CT) et échographie (US) sur la base des changements de contraste dus à la décomposition du carbonate de baryum (ou de lanthane) et à la formation de bulles de dioxyde de carbone (CO2) piégées dans la matrice de l’hydrogel.
« À l’avenir, un capteur dont la forme se détache clairement des structures anatomiques sur les images de tomodensitométrie et d’échographie pourrait réduire l’ambiguïté des diagnostics de fuites imminentes », ajoute Inge Herrmann, coauteur de l’étude.
En testant leur patch sur des modèles de porcelets, les chercheurs ont constaté que les deux carbonates réagissaient uniquement aux conditions acides liées au contact avec les fluides gastriques et étaient donc moins susceptibles de produire des faux positifs. Selon la zone de la fuite, la réaction produite par le contact avec l’acide gastrique s’est produite en quelques minutes ou en quelques heures. D’ordinaire, les professionnels de la santé doivent se fier aux signes cliniques d’une fuite, qui peuvent prendre du temps à se manifester.
De plus, les capteurs de carbonate sont encapsulés dans du polyacrylamide, un polymère absorbant l’eau, qui permet au patch d’adhérer fermement au site de la plaie, la scellant tout en l’empêchant de bouger. Selon les chercheurs, cela pourrait réduire le risque de complications après une chirurgie abdominale et raccourcir les séjours à l’hôpital.
Bien que d’autres études soient nécessaires pour déterminer le devenir à long terme de leur patch capteur qui soutient la plaie, les chercheurs affirment que leur dispositif offre un moyen rentable de détecter rapidement les fuites, ce qui permet un traitement en temps utile.
« Le projet de patch intestinal suscite déjà beaucoup d’intérêt de la part du corps médical », a déclaré Inge Herrmann.
