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15 Nov, 2018

Une technologie à la Star Trek répare les blessures avec un laser

Une technologie à la Star Trek répare les blessures avec un laser

Dans « Star Trek: The Next Generation », le commandant Riker avait une impressionnante capacité à recevoir des blessures à la tête. Heureusement pour lui, le Dr Crusher pouvait sortir le «régénérateur dermique», un outil de science-fiction portable qui cicatrisait les plaies cutanées avec un laser coloré. Dans les premiers tests, cet matériau en soie et or maintient bien mieux les plaies que les points de suture ou la colle.

Heureusement pour nous, Kaushal Rege et ses collègues de l’Arizona State University développent essentiellement la même chose. Et s’en rapprochent de plus en plus. Dans un nouvel article de la revue Advanced Functional Materials, les ingénieurs ont réussi à réparer les plaies des animaux avec un nanomatériau en soie et en or activé au laser.

Dans cette étude de validation, la technologie a rapidement scellé les plaies des tissus mous dans l’intestin du porc e sur la peau de souris. Dans l’intestin du porc, par exemple, la plaie scellée s’est trouvée environ sept fois plus résistante que les sutures traditionnelles.

Lorsque vous scellez des plaies, des sutures, des agrafes ou de la colle peuvent souvent causer des problèmes tels que des fuites sur le site de réparation et une récupération lente du tissu. «Nous essayons de sceller les incisions plus rapidement et de les guérir plus tôt», explique Deepanjan Ghosh, doctorant au laboratoire de Kaushal Rege et co-auteur du document.

Cette comparaison montre les effets sur une plaie de la suture conventionnelle, de la colle cutanée et du scellement au laser à 0 et 2 jours après la lésion.

Pour utiliser un laser afin de sceller la peau, il faut concentrer la chaleur de la lumière à l’aide d’une sorte de photoconvertisseur. Le laboratoire de Kaushal Rege a opté pour des nanotiges d’or et les a incorporées dans une matrice de protéines de soie purifiée à partir de cocons de vers à soie. Une protéine de soie appelée fibroïne se lie au collagène, la protéine structurelle qui maintient ensemble les cellules de la peau humaine. Lorsque la lumière proche infrarouge frappe les nanotiges d’or, elles produisent de la chaleur et activent la soie et la peau pour créer des liaisons, formant une suture solide.

Le laser proche infrarouge fonctionne à une longueur d’onde d’environ 800 nanomètres, ce qui est assez puissant pour chauffer l’or sans endommager la peau.

Les ingénieurs ont créé deux produits d’étanchéité en forme de disque: l’un pour les environnements humides qui ne se dissolvent pas dans l’eau et l’autre pour les environnements secs. Le premier a été utilisé pour réparer des échantillons d’intestin de porc. Lorsque l’équipe a pompé du liquide coloré à travers des morceaux d’intestin réparé, le scellant activé au laser était sept fois meilleur que les sutures ou la colle traditionnelles pour empêcher le liquide de s’échapper. En fait, les intestins réparés au laser ont fonctionné aussi bien que les intestins normaux et non endommagés, selon Kaushal Ghosh.

Ensuite, le groupe a testé le scellant à dissolution d’eau sur la peau de souris. Appliqué sous forme de pâte sur une incision d’un centimètre dans la peau, le traitement de l’équipe a permis de renforcer considérablement la résistance de la peau deux jours après la chirurgie par rapport aux points de suture ou à la colle cutanée. De plus, c’était rapide – le laser n’a été passé que pendant seulement environ quatre minutes.

Comme la lumière proche infrarouge peut pénétrer assez profondément dans les tissus, Kaushal Ghosh et ses collègues espèrent utiliser cette technologie pour réparer à terme des vaisseaux sanguins et des nerfs, des tissus souvent situés dans les profondeurs de l’organisme et qui prennent beaucoup de temps à réparer. «La suture demande beaucoup d’efforts compte tenu des dimensions d’un nerf ou d’un vaisseau sanguin, même pour des chirurgiens parfaitement formés», explique Kaushal Ghosh.

Kaushal Ghosh s’attend à ce que le coût du matériau en or et en soie ne soit pas prohibitif et que les lasers représentent un coût d’équipement unique pour les centres médicaux.

Ils observent actuellement le comportement des phoques activés au laser chez les rats vivants. Si cela se passe bien, ils se tourneront vers les cochons et, éventuellement, les humains.

https://spectrum.ieee.org/the-human-os/biomedical/devices/star-treklike-tech-seals-wounds-with-a-laser

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201802874

https://rege.engineering.asu.edu/kaushal-rege/