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Un hydrogel injectable qui répare les tissus humains déchirés créé à l'EPFL

Début des tests in vivo d'un hydrogel capable de recoller des tissus mous [belchonock - depositphotos]
Début des tests pour un hydrogel capable de recoller les tissus / CQFD / 9 min. / le 15 avril 2021
Des scientifiques de l'EPFL ont conçu un gel injectable qui s’attache à différents tissus humains mous pour recoller des déchirures dues à des accidents ou des chocs traumatiques. Il peut également inclure des médicaments ou des cellules favorisant la guérison.

La déchirure de tissus mous peut survenir lors d’une chute à ski, d’un accident de la route ou de tout autre choc. Le chirurgien est alors confronté à la difficile tâche de recoller les parties lésées, le plus souvent à l’aide de sutures, a indiqué mercredi l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) dans un communiqué.

Pour Dominique Pioletti, professeur à la faculté des sciences et techniques de l’ingénieur, les résultats obtenus par ces opérations ne sont pas toujours satisfaisants, car les tissus réparés, tels que le cartilage ou la cornée, ont de la peine à rester soudés de manière homogène.

Depuis plusieurs années, différents groupes de recherche à travers le monde essaient de développer des colles pour tissus mous qui résistent aux sollicitations mécaniques du corps. Les scientifiques lausannois présentent dans la revue Macromolecular Rapid Communications un biomatériau injectable qui adhère à différents tissus.

Comme une colle

Cet hydrogel, composé à plus de 85% d’eau, possède l'avantage d’être injectable partout dans le corps et de présenter des propriétés adhésives. "L’originalité de ce matériau est qu’il change de consistance. Au moment de l’injection, il se trouve sous forme liquide. Puis, une source lumineuse le fait durcir tout en favorisant son adhésion sur les tissus", indique Peyman Karami, postdoctorant au laboratoire de biomécanique en orthopédie, cité dans le communiqué.

L’originalité de ce matériau est qu’il change de consistance. Au moment de l’injection, il se trouve sous forme liquide

Dominique Pioletti et Peyman Karami (à droite).  [Alain Herzog  - EPFL]
Peyman Karami, postdoctorant au laboratoire de biomécanique en orthopédie à l'EPFL

Pour y arriver, les scientifiques ont développé une formulation pour contrôler de manière indépendante les propriétés mécaniques et adhérentes du gel. Ils ont également ajouté au polymère composant leur gel de départ des molécules responsables de l’attachement aux tissus.

Pas de réactions sur le corps

La première, nommée DOPA, est issue des moules. "Grâce à cette molécule, les moules peuvent s’accrocher solidement à n’importe quelles matières, organiques ou non", explique Dominique Pioletti. La deuxième est un acide aminé produit naturellement par le corps humain. Ces deux molécules offrent l’avantage de ne pas engendrer de réactions du corps, contrairement à certaines colles médicales.

Afin de renforcer l’adhésion du gel, celui-ci présente des propriétés de dissipation particulières. "Il faut arriver à une consistance où l’hydrogel peut disperser l’énergie mécanique induite par sa déformation pour que cette dernière ne se transmette pas de façon destructrice à l’interface entre l’hydrogel et le tissu", précise Peyman Karami.

>> Relire: L'EPFL opère une percée dans le traitement de l'usure du cartilage

Durée de vie limitée

Cet hydrogel comporte un avantage supplémentaire: sa composition peut inclure des médicaments ou des cellules favorisant la guérison de tissus comme le cartilage, qui ne se régénère pas spontanément.

Enfin, le gel est biodégradable et se résorbe au fur et à mesure de la cicatrisation des tissus traités. "Nos tests in vitro ont montré que cet hydrogel adhère sur différents tissus tels du cartilage, du ménisque, le cœur, le foie, les poumons, les reins ou encore la cornée", affirme Dominique Pioletti.

ats/vajo

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Soutien d'Innosuisse

L’équipe de scientifiques vient de recevoir un fonds Innosuisse pour poursuivre sa recherche dans des applications orthopédiques en collaboration avec des chirurgiens du CHUV.

Le professeur à la faculté des sciences et techniques de l’ingénieur de l'EPFL Dominique Pioletti espère que cet hydrogel sera disponible sur le marché d’ici cinq ans.