Testés sur des rats, les points de suture se sont révélés efficaces pour traiter les plaies et pourraient offrir une alternative rentable aux sutures traditionnelles.
Dans une étude récente publiée dans Communications naturellesles chercheurs ont développé une suture de stimulation électrique (ES) biorésorbable (BioES-suture).
Arrière-plan
Les plaies chirurgicales chroniques et aiguës sont courantes en pratique clinique. L'étanchéité complète des tissus ouverts est essentielle pour la guérison et la minimisation des complications, en particulier pour les plaies incisionnelles causées par une intervention chirurgicale ou un traumatisme. Les fibres de suture ont toujours été utilisées pour refermer les plaies. Bien que les sutures synthétiques résorbables provoquent une réaction tissulaire minime et soient biocompatibles, elles n’accélèrent pas la cicatrisation des plaies.
L'ES s'est révélé efficace pour le soin des plaies dans le cadre de thérapies non pharmacologiques, car il imite le mécanisme naturel de guérison d'un champ électrique endogène. Il stimule la production et la réception des facteurs de croissance, favorise la migration des ions sodium et potassium entre les tissus, dirige la croissance des neurites et induit la prolifération et la migration cellulaire.
Des dispositifs ES auto-alimentés ont été développés, qui accélèrent considérablement la cicatrisation des plaies. Cependant, ces dispositifs sont principalement utilisés pour les microtraumatismes, la réparation nerveuse ou osseuse, etc., et ne peuvent pas être utilisés sur les sites nécessitant une suture. De plus, les appareils ES ne sont en partie ni dégradables ni résorbables dans le corps humain.
L'étude et les résultats
Dans la présente étude, les chercheurs ont développé BioES-suture, une fibre mécanoélectrique bioabsorbable continue passive, comme suture ES. La suture peut être préparée via un processus continu ; Des nanofibres de poly (acide lactique-co-glycolique) (PLGA) ont été tordues sur la surface de l'électrode à filament de magnésium, formant la fibre centrale préassemblée (Mg@PLGA).
Ensuite, la fibre centrale préassemblée a été extraite de la masse fondue de polycaprolactone (PCL). Le PCL a été rapidement refroidi et enroulé autour de la fibre centrale pour donner la suture BioES. Les couches PLGA et PCL représentaient l’unité de production d’énergie, tandis que le filament de magnésium était l’unité de récupération d’énergie électrique. La suture BioES présentait une résistance à la traction plus élevée que les sutures commerciales non résorbables et biorésorbables.
La biocompatibilité de la suture BioES a été évaluée en cultivant des fibroblastes dans des filaments de magnésium cisaillés, Mg@PLGA et BioES-suture. La prolifération non stagnante et la propagation normale des fibroblastes ont indiqué que la suture BioES était non toxique et biocompatible. Ensuite, l’équipe a mesuré les performances de production d’énergie de la suture.
La suture BioES a été utilisée sur des fibres musculaires artificielles et immergée dans l’eau pour générer de l’électricité grâce à la différence potentielle de séparation des contacts entre la gaine PCL et les couches centrales PLGA. Sa puissance électrique pourrait alimenter un écran LCD. En outre, les chercheurs ont comparé la production électrique dans l’eau et dans l’air. La tension de sortie était 1,39 V plus élevée dans l’eau que dans l’air et restait stable à différentes fréquences.
Ensuite, l'équipe a analysé le in vitro dégradation de la suture BioES. La suture et l’électrode de magnésium ont été incubées dans une solution saline tamponnée au phosphate (PBS) pour dégradation. L'électrode et la fibre centrale préassemblée se sont dégradées en 14 jours. Cependant, il n’y a eu aucune dégradation de la suture BioES après 24 semaines.
De plus, la musculature des pattes du rat a été cousue à l'aide de la suture BioES. La tension de sortie pendant un exercice normal était de 2,3 V, comparable à in vitro stimulation, indiquant que la suture BioES pourrait convertir les mouvements du corps en impulsions électriques stables. Ensuite, l’équipe a utilisé la suture BioES sur des incisions musculaires hémorragiques chez des rats Sprague-Dawley. Deux autres groupes de rats comprenaient des groupes avec suture biorésorbable (bio-suture) et sans suture (témoin).
Les chercheurs ont mesuré les signaux électromyographiques dans les trois groupes et ont noté une intensité de signal significativement plus élevée dans le groupe BioES-suture ; l'intensité du signal était similaire entre les groupes bio-suture et témoin. De plus, ils ont effectué une coloration à l’hématoxyline-éosine et au trichrome Masson sur les tissus de la plaie. Le groupe BioES-suture a montré une migration tissulaire améliorée, une régénération accélérée des plaies et une guérison presque complète.
Le dépôt de collagène était également évident dans le groupe BioES-suture, rappelant la phase de remodelage de la cicatrisation normale. De plus, il n’y avait pas de fibrose significative dans les tissus cicatrisés dans le groupe BioES. Le taux de fermeture des plaies était de 96,5 % pour le groupe BioES-suture, de 82,2 % pour le groupe bio-suture et de 60,4 % pour les témoins. Enfin, l’équipe a établi un modèle d’infection des plaies de rat et a utilisé des sutures chirurgicales ordinaires et la suture BioES.
Les tissus de la plaie ont été obtenus une semaine plus tard pour le dénombrement bactérien et la culture. La suture BioES a eu de meilleurs résultats de guérison que les sutures chirurgicales ordinaires, réduisant considérablement le nombre de bactéries en culture. De plus, les enquêtes sur les propriétés antimicrobiennes ont démontré que le groupe BioES-suture avait un nombre de bactéries relativement faible (même) sans désinfection quotidienne des plaies par rapport aux rats avec des sutures chirurgicales ordinaires et une désinfection quotidienne des plaies.
Conclusions
Ensemble, les chercheurs ont développé la suture BioES pour accélérer la cicatrisation des plaies en convertissant les mouvements du corps en ES efficaces. La suture présente une résistance comparable aux sutures commerciales standard.
In vitro et in vivo les expériences ont révélé que la suture pouvait générer un champ électrique endogène au niveau du site de la plaie pour l'ES, favoriser la prolifération et la migration cellulaire et atténuer le risque d'infection.
Dans l’ensemble, les résultats soulignent que la suture BioES est une suture sûre, avancée et biodégradable qui pourrait être appliquée dans la pratique clinique.
