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Jul 25, 2023

Particules de cryogel adhésives pour combler les défauts tissulaires confinés et irréguliers

Military Medical Research volume 10, Numéro d'article : 15 (2023) Citer cet article 2044 Accès 1 Détails Altmetric Metrics La reconstruction des tissus endommagés nécessite à la fois une hémostase de surface et des tissus.

Recherche médicale militaire volume 10, Numéro d'article : 15 (2023) Citer cet article

2044 accès

1 Altmétrique

Détails des métriques

La reconstruction des tissus endommagés nécessite à la fois une hémostase superficielle et un pontage tissulaire. Les tissus présentant des dommages résultant d'un traumatisme physique ou de traitements chirurgicaux peuvent avoir des topographies de surface arbitraires, ce qui rend la pontage des tissus difficile.

Cette étude propose un adhésif tissulaire sous forme de particules adhésives de cryogel (ACP) à base de chitosane, d'acide acrylique, de 1-éthyl-3-(3-diméthylaminopropyl) carbodiimide (EDC) et de N-hydroxysuccinimide (NHS). Les performances d'adhésion ont été examinées par le test de pelage à 180 degrés sur un ensemble de tissus comprenant le cœur, l'intestin, le foie, les muscles et l'estomac de porc. La cytotoxicité des ACP a été évaluée par la prolifération cellulaire de cellules hépatiques normales humaines (LO2) et de cellules épithéliales intestinales humaines (Caco-2). Le degré d’inflammation et de biodégradabilité a été examiné dans des modèles de rats sous-cutanés dorsaux. La capacité des ACP à combler les défauts tissulaires irréguliers a été évaluée en utilisant le cœur, le foie et les reins de porc comme modèles ex vivo. De plus, un modèle de réparation d'une rupture hépatique chez le rat et d'une anastomose intestinale chez le lapin a été établi pour vérifier l'efficacité, la biocompatibilité et l'applicabilité en chirurgie clinique.

Les ACP sont applicables aux défauts tissulaires confinés et irréguliers, tels que les rainures profondes en chevrons dans les organes du parenchyme et les sections annulaires dans les organes caverneux. Les ACP formaient une forte adhérence entre les tissus [(670,9 ± 50,1) J/m2 pour le cœur, (607,6 ± 30,0) J/m2 pour l'intestin, (473,7 ± 37,0) J/m2 pour le foie, (186,1 ± 13,3) J/ m2 pour le muscle et (579,3 ± 32,3) J/m2 pour l'estomac]. Les ACP ont montré une cytocompatibilité considérable dans une étude in vitro, avec un niveau élevé de viabilité cellulaire pendant 3 jours [(98,8 ± 1,2) % pour LO2 et (98,3 ± 1,6) % pour Caco-2]. Il a une réparation inflammatoire comparable dans une rupture du foie de rat (P = 0,58 par rapport à la fermeture par suture), de même que dans l'anastomose intestinale chez le lapin (P = 0,40 par rapport à l'anastomose par suture). De plus, l’anastomose intestinale basée sur les ACP (moins de 30 secondes) était remarquablement plus rapide que le processus de suture conventionnel (plus de 10 minutes). Lorsque les ACP se dégradent après une intervention chirurgicale, les tissus guérissent à travers l’interface d’adhésion.

Les ACP sont prometteurs en tant qu’adhésif pour les opérations cliniques et le sauvetage sur le champ de bataille, avec la capacité de combler rapidement les défauts tissulaires irréguliers.

Dans la pratique thérapeutique, les chirurgiens effectuent généralement des sutures conventionnelles pour reconstruire les tissus blessés, qui sont automatiquement détruits en fragments présentant des défauts confinés et irréguliers. Par exemple, un traumatisme violent peut fracturer des membres et des organes, entraînant des plaies avec des sillons profonds et étroits [1,2,3,4]. Les vaisseaux sanguins et le tractus intestinal peuvent être sectionnés pendant la chirurgie, entraînant des sections transversales annulaires irrégulières [5,6,7,8]. La reconstruction des tissus nécessite une hémostase superficielle et un pontage des tissus séparés. Cependant, relier des tissus confinés aux surfaces irrégulières est un défi. La suture est la méthode la plus répandue pour relier les tissus, mais la procédure peut prendre beaucoup de temps pour les tissus de forme irrégulière [9] et présente un taux de fuite élevé aux interfaces ou à travers les trous d'épingle [10, 11].

Les adhésifs sont un moyen prometteur de relier les tissus [12]. Plusieurs adhésifs tissulaires, notamment le cyanoacrylate, la fibrine, les colles de polyéthylène glycol, les nanoparticules, les adhésifs bioinspirés et les hydrogels, ont été utilisés. Cependant, plusieurs inconvénients ont été mis en évidence comme le manque de biocompatibilité (ex. cyanoacrylate [13,14,15]) et la faible adhésion aux tissus (ex. fibrine [16,17,18], polyéthylène glycol [19, 20], nanoparticules). [21], et adhésifs bioinspirés [22]). En revanche, les hydrogels adhésifs ont une excellente biocompatibilité et présentent une solide adhésion aux tissus, une libération contrôlée du médicament et des capacités de gestion des plaies (23,24,25,26). Cependant, les hydrogels préfabriqués ont une applicabilité limitée pour les défauts tissulaires confinés et irréguliers (27, 28). Même si les bandes d'hydrogel sont capables d'adhérer aux surfaces des tissus avec des adhérences ultra fortes et insensibles aux défauts [29], les fuites capillaires internes ne peuvent être évitées car les bandes sont appliquées en dehors des défauts. Dans le cas des précurseurs d'hydrogel appliqués directement sur des défauts tissulaires arbitraires, les hydrogels obtenus sont toujours faibles et le processus de gélification peut nécessiter des stimuli externes (par exemple, exposition aux ultraviolets [30], chauffage [31, 32] et changement de pH [27] ), qui ne sont pas applicables aux interfaces tissu-tissu. Bien que les adhésifs tissulaires à base de pâtes et de particules sèches présentent des avantages dans leur application sur des défauts tissulaires confinés et irréguliers [33, 34, 35, 36, 37, 38], les agents non dégradables ainsi que ces hydrogels seraient retenus dans les tissus comme obstacles à l'échange de matière. et la cicatrisation des tissus à travers les interfaces. Un rapport récent a montré un coacervat capable de s'adapter à des sites cibles irréguliers [39], mais il a fallu beaucoup de temps (environ 10 minutes) pour se transformer en hydrogel et le manque de biodégradabilité limite son application entre la surface tissulaire. En général, un adhésif tissulaire idéal doit remplir trois exigences : 1) les adhésifs doivent être capables d'adhérer aux interfaces des défauts tissulaires confinés et irréguliers [6, 7] ; 2) l'adhésion interfaciale doit se former rapidement et être suffisamment forte pour résister aux charges mécaniques imposées [40] ; 3) les adhésifs réservés doivent être biocompatibles et biodégradables afin de ne pas gêner l'échange de matière et la cicatrisation des tissus [12].