Un pansement de plaie fibrobactérien portable, pulvérisable, hautement malléable, élastique et hydrophobe pour la cicatrisation des plaies infectées

Contexte académique

L’infection des plaies est un problème majeur pour les patients et les professionnels de santé dans le monde entier, en particulier lorsqu’il s’agit de plaies graves. Des pansements inappropriés peuvent augmenter le risque d’infection, prolonger le temps de guérison et même entraîner une mortalité plus élevée et un fardeau économique. Les pansements traditionnels, comme la gaze et les pansements adhésifs, bien que largement utilisés, présentent de nombreuses limites. Par exemple, la gaze peut entraîner une perte de sang excessive et limiter les mouvements des mains, tandis que les pansements adhésifs manquent de respirabilité, ce qui peut provoquer une humidité dans la zone de la plaie après la transpiration, augmentant ainsi le risque d’infection. Par conséquent, le développement d’un nouveau pansement efficace pour prévenir les infections, tout en offrant une bonne respirabilité, une élasticité et une étanchéité, est devenu une priorité dans la recherche actuelle.

Ces dernières années, les membranes de nanofibres et de microfibres, en raison de leur douceur et de leur excellente capacité de déformation, sont considérées comme ayant un grand potentiel dans la réparation des plaies. Cependant, bien que la technique d’électrofilage traditionnelle puisse produire des pansements en fibres, son processus complexe et les champs électriques à haute tension peuvent endommager les molécules bioactives. Par conséquent, les chercheurs explorent d’autres techniques de fabrication de fibres pour surmonter ces limites.

Source de l’article

Cet article a été rédigé par Liangpei Zhang, Yutong Yang, Jiaxin Wang, Hui Zhang, Zhong Zhang et Baolin Guo, qui sont affiliés à des institutions telles que l’Université de Pékin, l’Université Jiaotong de Xi’an et l’Université des Sciences et Technologies de Chine. L’étude a été publiée en 2024 dans la revue Advanced Fiber Materials sous le titre A Portable, Sprayable, Highly Malleable, Elastic, and Hydrophobic Antibacterial Fibrous Wound Dressing for Infected Wound Healing.

Processus de recherche

1. Préparation des matériaux

Les chercheurs ont utilisé la technique de soufflage de solution (Solution Blow Spinning) pour fabriquer une membrane fibreuse à base de copolymère séquencé hydrogéné styrène-butadiène-styrène (SEBS), en y ajoutant des nanoparticules d’argent (Ag) ou de dioxyde de titane (TiO2) pour renforcer ses propriétés antibactériennes. Le SEBS est un élastomère thermoplastique doté d’une excellente biocompatibilité et flexibilité, souvent utilisé dans la production de peaux électroniques. Les chercheurs ont dissous le SEBS dans du cyclohexane et l’ont pulvérisé sur la surface de la plaie à l’aide d’un pistolet, formant ainsi une membrane fibreuse étroitement ajustée.

2. Caractérisation de la morphologie et des performances

La morphologie de la membrane fibreuse a été analysée par microscopie électronique à balayage (MEB), montrant une structure fibreuse bien définie avec des nanoparticules intégrées dans les fibres. Les tests d’angle de contact ont révélé que la membrane fibreuse SEBS présente une superhydrophobicité, avec un angle de contact supérieur à 150°. De plus, la membrane a démontré une excellente respirabilité et des propriétés mécaniques, permettant une adaptation aux déformations importantes de la peau.

3. Tests des propriétés antibactériennes

Les chercheurs ont évalué l’effet antibactérien de la membrane fibreuse contre Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SARM) et Escherichia coli (E. coli). Les résultats ont montré que la membrane fibreuse SEBS avec des nanoparticules d’Ag a atteint des taux d’inhibition de 89,3 % contre le SARM et de 82,7 % contre E. coli, démontrant ainsi un effet antibactérien significatif.

4. Tests de biocompatibilité

La biocompatibilité de la membrane fibreuse a été évaluée par culture in vitro de fibroblastes L929. Les résultats ont montré que la membrane n’a pas eu d’impact significatif sur la croissance et la prolifération des cellules, indiquant une bonne biocompatibilité.

5. Expériences de cicatrisation in vivo

Les chercheurs ont établi un modèle de lésion cutanée infectée par le SARM sur le dos de souris et ont comparé l’efficacité de la membrane fibreuse SEBS, de la membrane SEBS-Ag et d’un film commercial Tegaderm™. Les résultats ont montré que la membrane SEBS-Ag a significativement réduit l’infection, accéléré la fermeture de la plaie et favorisé le dépôt de collagène et l’angiogenèse, surpassant ainsi les autres pansements en termes de résultats thérapeutiques.

Principaux résultats

1. Préparation et morphologie de la membrane fibreuse : La membrane fibreuse SEBS a été fabriquée avec succès par la technique de soufflage de solution, et les images MEB ont révélé une structure fibreuse claire avec une distribution uniforme des nanoparticules à la surface des fibres.
2. Hydrophobicité et respirabilité : La membrane fibreuse SEBS présente une superhydrophobicité avec un angle de contact supérieur à 150° et une excellente respirabilité, empêchant efficacement la pénétration du sang.
3. Propriétés antibactériennes : La membrane SEBS-Ag a montré un effet antibactérien significatif contre le SARM et E. coli, avec des taux d’inhibition de 89,3 % et 82,7 % respectivement.
4. Biocompatibilité : Les fibroblastes L929 ont bien poussé sur la membrane fibreuse, indiquant une bonne biocompatibilité.
5. Cicatrisation in vivo : Dans le modèle murin, la membrane SEBS-Ag a significativement accéléré la cicatrisation des plaies infectées par le SARM, réduit la réaction inflammatoire et favorisé l’angiogenèse et le dépôt de collagène.

Conclusion

Cette étude a permis de développer avec succès un nouveau pansement en membrane fibreuse à base de SEBS grâce à la technique de soufflage de solution. Ce pansement présente une hydrophobie, une respirabilité, une élasticité et des propriétés antibactériennes exceptionnelles. En particulier, l’ajout de nanoparticules d’Ag a conféré à la membrane un effet antibactérien significatif contre le SARM et E. coli, accélérant efficacement la cicatrisation des plaies infectées. Le processus de fabrication est simple, ne nécessitant pas de champs électriques à haute tension, et peut être pulvérisé rapidement sur la surface de la plaie, offrant ainsi un large potentiel d’application.

Points forts de la recherche

1. Technique de fabrication innovante : L’utilisation de la technique de soufflage de solution a permis de surmonter les limites de l’électrofilage traditionnel, améliorant ainsi l’efficacité de la production.
2. Performances globales exceptionnelles : La membrane fibreuse SEBS offre non seulement une superhydrophobicité et une respirabilité, mais également des propriétés mécaniques et antibactériennes supérieures.
3. Efficacité significative dans la cicatrisation des plaies : Dans le modèle animal, la membrane SEBS-Ag a considérablement accéléré la cicatrisation des plaies infectées par le SARM, réduit la réaction inflammatoire et favorisé l’angiogenèse et le dépôt de collagène.
4. Large potentiel d’application : Ce pansement convient à divers types de plaies, en particulier les plaies infectées, et présente une valeur clinique importante.

Autres informations pertinentes

Les chercheurs ont également souligné que la membrane fibreuse a démontré une bonne respirabilité et une efficacité de filtration lors des tests de performance, permettant de bloquer efficacement la poussière et les particules, ce qui renforce encore son potentiel d’application en tant que pansement. De plus, le processus de fabrication est simple et peu coûteux, adapté à une production à grande échelle, ce qui pourrait en faire un pansement largement utilisé à l’avenir.