Hervé Henry
Afin de s’assurer que les plaies restent bien fermées dans l’abdomen après l’opération, des chercheurs de l’Empa et de l’ETH Zurich ont mis au position un patch doté d’une fonction de capteur. Le patch en polymère prévient avant l’apparition de fuites dangereuses sur les sutures du tractus gastro-intestinal, tout en fermant les zones par lui-même. Un nouveau matériau permet désormais un diagnostic de fuite rapide, facile et non invasif. L’équipe a récemment publié ses découvertes dans la revue Innovative Science.
Après une intervention chirurgicale dans la cavité abdominale, elles sont redoutées : des fuites au niveau des sutures où le contenu du tube digestif peut s’infiltrer dans l’abdomen. “Encore aujourd’hui, de telles fuites sont une complication potentiellement mortelle”, explique Inge Herrmann, chercheuse à l’Empa et professeure de systèmes nanoparticulaires à l’ETH Zurich. L’idée de sceller le tissu suturé dans la cavité abdominale avec un pansement est déjà arrivée dans les salles d’opération. Le problème est que le succès clinique n’est pas toujours acquis et varie en fonction de l’adhérence du tissu. En effet, les patchs constitués d’un matériau contenant des protéines se dissolvent trop rapidement lorsqu’ils entrent en contact avec les sucs digestifs. Motivés par ce problème, Inge Herrmann et Andrea Schlegel, chirurgien à l’hôpital universitaire de Zurich, ont eu l’idée de développer une option nouvelle et innovante.
Apprendre au patch à “voir”
Related le défi, Alex Anthis, encadré par Herrmann du Laboratoire d’interactions particules-biologie de l’Empa à Saint-Gall et du Laboratoire d’ingénierie des systèmes de nanoparticules de l’ETH Zurich, a d’abord développé un patch hydrogel-polymère qui empêche les sucs digestifs très acides et les résidus alimentaires chargés de germes de s’échapper du tube digestif et de déclencher une péritonite ou même une septicémie potentiellement mortelle.
Mais les chercheurs de l’Empa ont voulu aller furthermore loin : « Les chirurgiens nous ont dit qu’ils surveillaient de près le champ opératoire même lors des interventions les as well as compliquées — mais dès que la cavité abdominale est fermée, ils sont « aveugles » et peuvent ne pas remarquer les fuites avant qu’il ne soit trop tard », déclare Anthis. Pour que le patch hydrogel “apprenne à voir”, l’équipe a travaillé avec des hôpitaux en Suisse et des partenaires de recherche internationaux pour développer une remedy : Le patch est équipé de capteurs non électroniques, qui donnent déjà une “alarme” avant les sucs digestifs peut fuir dans la cavité abdominale. Les chercheurs ont rendu compte de cette nouvelle technologie dans la revue Character Communications.
Bulles de gaz dans les ultrasons
Le nouveau matériau permet d’obtenir une “eyesight” grâce à une réaction practical aux changements de la valeur du pH et à la présence de certaines protéines à proximité de la plaie. Selon l’emplacement de la fuite, la réaction a lieu en quelques minutes ou quelques heures. Jusqu’à présent, les professionnels de la santé devaient se fier aux réactions physiques des personnes concernées ou aux checks de laboratoire qui se produisent beaucoup furthermore tard – les deux indications peuvent arriver trop tard pour fournir une indicator claire d’une couture qui fuit.
Le patch capteur, quant à lui, permet de détecter le liquide digestif qui s’échappe en cas de fuite grâce à sa construction composite. Par exemple, le suc gastrique acide réagit avec le matériau du capteur de sorte que de fines bulles de gaz apparaissent dans la matrice du patch. Les bulles peuvent ensuite être visualisées à l’aide d’ultrasons. “Les patchs peuvent être équipés de capteurs sur mesure pour différentes functions du tube digestif”, explique Anthis. De plus, le patch peut même libérer des médicaments si nécessaire, tels que des brokers antibactériens.
Capteur avec une forme accrocheuse
Dans leur dernier développement, le chercheur de l’Empa et de l’ETH Zurich Benjamin Suter, en collaboration avec Anthis et Herrmann, a doté le patch de capacités supplémentaires : la réponse du capteur entraîne désormais également un changement obvious lors d’un examen du client par tomodensitométrie (CT). Si le web site opéré fuit, les écarts de contraste sur les visuals échographiques et CT indiquent une fuite. Cette détection est également facilitée par la nouvelle composition matérielle du capteur intégré, qui, grâce à un composé d’oxyde de tantale insoluble, peut être façonné dans une forme appropriée qui est seen dans le processus d’imagerie. Au contact du liquide digestif, il adjust de forme, passant par exemple de circulaire à annulaire. “À l’avenir, un capteur dont la forme se démarque clairement des structures anatomiques dans les images CT et échographiques pourrait réduire l’ambiguïté des diagnostics de fuite imminents”, déclare Inge Herrmann, chef d’équipe.
Tremendous colle biocompatible
De in addition, le matériau est doté des propriétés nécessaires à la fermeture des plaies : une liaison steady au tissu, la development de réseaux et la stabilité contre les fluides digestifs. De cette manière, la tremendous colle biocompatible et économique, composée en grande partie d’eau, pourrait non seulement réduire le risque de troubles après une chirurgie abdominale, mais également raccourcir les séjours à l’hôpital et réduire les coûts de santé. “Le projet de patch intestinal suscite déjà beaucoup d’intérêt de la portion du corps médical”, rapporte Herrmann. Il est maintenant critical de faire progresser l’application de l’innovation cliniquement pertinente dans la pratique.
Jeune chercheur primé
L’équipe de recherche fonde actuellement une get started-up, Veltist. En tant que spin-off de l’ETH Zurich et de l’Empa, la long run société Medtech a pour objectif de développer et de mettre sur le marché des matériaux destinés à contribuer à une fermeture optimale des plaies et à une meilleure cicatrisation en chirurgie, contribuant ainsi à éviter les difficulties redoutées de la septicémie ou de la péritonite. Outre le prix MaP 2022 de l’ETH Zurich pour la meilleure thèse dans le domaine des matériaux et des procédés, Alexandre Anthis a également reçu l’une des très convoitées ETH Pioneer Fellowships ainsi que le Empa Investigate Award 2021.
