Les rectifications adhésives de Bioinspired ont pu accélérer la cicatrisation

Coupures, coups de racloir, ampoules, brûlures, débris, et crevaisons - il y a un certain nombre de voies que notre peau peut être brisée. La plupart des demandes de règlement pour des blessures de peau concernent mettre simplement un barrage au-dessus de elles (habituellement un pansement adhésif de gaze) pour le maintenir moite, limitent la douleur, et réduisent l'exposition aux microbes infectieux, mais n'aident pas activement au processus de guérison. Des pansements plus sophistiqués qui peuvent surveiller des aspects de la guérison tels que le pH et la température et fournir des traitements à un site de blessure ont été développées ces dernières années, mais eux sont complexes pour fabriquer, cher, et difficile de personnaliser, limitant leur potentiel pour l'usage répandu.

Maintenant, une approche neuve et évolutive à la cicatrisation de accélération a été développée a basé sur les hydrogels chaleur-sensibles qui sont mécaniquement en activité, extensible, dur, hautement adhésif, et l'antimicrobien : rectifications adhésives actives (AADs). Produit par des chercheurs à l'institut de Wyss pour le bureau d'études biologiquement inspiré à l'Université de Harvard, John A. Paulson School pour concevoir et les sciences appliquées (MERS), et université de McGill, AADs de Harvard peut fermer des blessures sensiblement plus rapidement que d'autres méthodes et éviter la croissance bactérienne sans besoin de tous les appareil ou stimulus complémentaires. La recherche est rapportée dans des avances de la Science.

« Cette technologie a le potentiel d'être employé non seulement pour des lésions cutanées, mais également pour les blessures continuelles comme les ulcères et les blessures diabétiques de pression, pour la distribution de médicament, et comme composantes des traitements basés sur robotique doux, » a dit David correspondant Mooney auteur, Ph.D., un membre de la faculté de fondation de faisceau de l'institut de Wyss et professeur de Robert P. Pinkas Family de la bio-ingénierie en mer.

Inspiré en développant des embryons

AADs prennent leur inspiration des embryons se développants, dont la peau peut guérir elle-même complet, sans former le tissu de cicatrice. Pour réaliser ceci, les cellules de la peau embryonnaires autour d'une blessure produisent les fibres effectuées de l'actine de protéine qui se contractent pour réunir les arêtes de blessure, comme un sac à cordon étant tiré fermé. Les cellules de la peau détruisent cette capacité une fois qu'un foetus se développe à travers un certain âge, et toutes les blessures qui se produisent ensuite cette inflammation de cause de remarque et marquant pendant le processus de guérison.

Afin d'imiter les forces contractiles qui tirent les blessures embryonnaires de peau se sont fermées, les chercheurs ont étendu le modèle des hydrogels adhésifs durs précédemment développés en ajoutant un polymère thermoresponsive connu sous le nom de PNIPAm, que repousse l'eau et rétrécit à environ 90° F. L'hydrogel hybride donnant droit commence à se contracter une fois exposé à la température corporelle, et transmet la force de la composante de adjudication de PNIPAm au tissu fondamental par l'intermédiaire des obligations intenses entre l'hydrogel d'alginate et le tissu. De plus, des nanoparticles argentés sont inclus dans le DAA pour assurer la protection antimicrobienne.

Le DAA a collé sur la peau de porc avec avec dix fois le pouvoir adhésif d'un sparadrap et a empêché des bactéries de s'élever, ainsi cette technologie est déjà sensiblement meilleure que la plupart des produits utilisés généralement de protection de blessure, même avant de considérer ses propriétés de blessure-fermeture. »

Freedman de Benjamin, Ph.D., boursier post-doctoral dans le laboratoire de Mooney qui aboutit le projet

Blessures fermantes plus rapidement

Pour vérifier à quel point leur DAA a fermé des blessures, les chercheurs l'ont vérifié sur des corrections de peau de souris et ont constaté que lui réduit la taille de l'endroit de blessure environ de 45% comparé à presque aucun changement d'endroit dans les échantillons non traités, et les blessures fermées plus rapidement que d'autres demandes de règlement comprenant les microgels, le chitosan, la gélatine, et d'autres types d'hydrogels. Le DAA également n'a pas entraîné l'inflammation ou les réactions immunitaires, indiquant qu'il est sûr pour l'usage en et sur tissus vivants.

En outre, les chercheurs pouvaient régler la quantité de suture exécutée par le DAA en ajoutant des quantités variées de monomères d'acrylamide pendant le processus de fabrication. « Cette propriété pourrait être utile en appliquant l'adhésif aux blessures sur un joint aiment le coude, qui déménage autour beaucoup et tirerait bénéfice probablement d'une obligation plus desserrée, comparé à une région du corps plus statique comme le tibia, » a dit le Co-premier l'auteur Jianyu Li, Ph.D., un ancien boursier post-doctoral à l'institut de Wyss qui est maintenant un professeur adjoint à l'université de McGill.

L'équipe a également produit une simulation sur ordinateur de suture DAA-aidée, qui a prévu que le DAA pourrait faire contracter la peau humaine à un régime comparable à celui de la peau de souris, indiquant qu'il a une probabilité plus élevée de manifester un avantage clinique dans les patients humains. « Nous continuons cette recherche avec des études pour apprendre plus au sujet de la façon dont les caractères indicateurs mécaniques exercés par choc du DAA le procédé biologique de la cicatrisation, et de la façon dont le DAA exécute en travers d'une gamme des différentes températures, pendant que la température corporelle peut varier à l'emplacement différent, » ont dit le Freedman, qui prend la tête sur le projet. « Nous espérons poursuivre des études précliniques complémentaires pour expliquer le potentiel du DAA comme produit médical, et puis travaillons vers la commercialisation. »

« C'est un autre exemple merveilleux d'une mécanothérapie dans laquelle des aperçus neufs de la fonction clé que le jeu de forces matérielles dans le contrôle biologique peut être armé pour développer une approche thérapeutique neuve et plus simple qui peut être bien plus efficace que des médicaments ou les matériels médicaux complexes, » a dit directeur de fondation Donald Ingber, M.D., le Ph.D. de Wyss, qui est également le professeur de Judah Folkman de la biologie vasculaire à la Faculté de Médecine de Harvard (HMS) et du programme de biologie vasculaire à l'hôpital pour enfants de Boston, et de professeur de la bio-ingénierie en mer.

Source:
Journal reference:

Blacklow, S.O. et al. (2019) Bioinspired mechanically active adhesive dressings to accelerate wound closure. Science Advances. doi.org/10.1126/sciadv.aaw3963.