Scientifiques des matériaux de l'Université technologique de Nanyang, Singapour (NTU Singapore) a inventé un nouveau type de colle chirurgicale qui peut aider à joindre les vaisseaux sanguins et fermer les plaies plus rapidement et peut également servir de plate-forme pour administrer des analgésiques.

Dans un article publié dans Elsevier's Biomatériaux en juillet conjointement avec des cliniciens du Singapore General Hospital (SGH), les chercheurs du NTU ont montré que leur colle peut lier les tissus mous, y compris les muscles et les vaisseaux sanguins, même lorsque leurs surfaces sont humides.

Nommé CaproGlu, il est activé par une faible dose de lumière ultraviolette (UV) qui le durcit en quelques secondes, en le transformant d'une colle liquide en un biocaoutchouc solide mais flexible, un matériau biocompatible qui peut être résorbé par le tissu après quelques semaines.

L'équipe a montré lors d'expérimentations animales que les vaisseaux sanguins peuvent être réunis avec seulement quatre points de suture et un emballage en maille trempé dans CaproGlu, par rapport aux huit points habituels requis pour une jointure fiable et sans obstruction. Les auteurs estiment que cela réduira le temps de chirurgie de 25 pour cent, car les chirurgiens passent moins de temps et d'efforts à recoudre les vaisseaux sanguins et les tissus.

Comme l'ont démontré les expérimentations animales, CaproGlu peut également être utilisé pour administrer des anesthésiques locaux ou des analgésiques aux tissus du corps, ce qui peut être utile à la fois pendant et après une opération et réduirait le besoin d'administrer des analgésiques par la suite.

Contrairement aux bio-adhésifs actuels, qui nécessitent le mélange de deux produits chimiques avant utilisation, le CaproGlu est une solution de gel liquide en un seul pot qui est prête à l'emploi.

Auteurs principaux de l'article, Professeur agrégé Terry W.J. Steele et chercheur principal Dr Ivan Djordjevic, a souligné que la plupart des adhésifs chirurgicaux disponibles sur le marché ne fonctionnent pas dans l'eau ou dans des environnements humides comme on en trouve dans le corps humain.

"Pour faire fonctionner notre colle activée par la lumière sur les tissus humides, nous avons conçu notre colle pour éliminer d'abord l'eau de la surface et permettre ainsi l'adhérence aux surfaces déshydratées, ", a déclaré le professeur Assoc Steele.

"Cet avantage unique de pouvoir coller avec une haute résistance dans un environnement humide, en plus d'être biocompatible, C'est ce qui rend CaproGlu si approprié pour être utilisé dans des applications chirurgicales et médicales."

La force d'adhérence de CaproGlu a été comparée à d'autres bioadhésifs commerciaux sur le marché et s'est avérée trois à sept fois plus forte, et est comparable à la résistance au cisaillement du collagène et des tissus musculaires présents dans le corps humain.

Avantages de CaproGlu

Inventé par Assoc Prof Steele et Dr. Djordjevic de la NTU School of Materials Science and Engineering, CaproGlu combine deux ingrédients dans une formulation à un seul composant qui ne nécessite aucun additif.

Le premier est la polycaprolactone - un polymère biodégradable qui a été approuvé par la Food and Drug Administration des États-Unis pour des applications spécifiques utilisées dans le corps humain - et le second :la diazirine, une molécule sensible à la lumière qui peut former des liaisons fortes lorsqu'elle est activée.

Dans leur article de recherche publié dans la revue scientifique Biomatériaux , les scientifiques ont démontré comment CaproGlu pouvait être utilisé dans le cadre d'une nouvelle méthode chirurgicale, où les sutures sont utilisées en combinaison avec une colle. Au lieu des huit points de suture conventionnels nécessaires pour joindre les deux extrémités d'un vaisseau sanguin chez un lapin, ils ont utilisé quatre points de suture et enveloppé les extrémités du récipient avec un maillage biodégradable trempé dans CaproGlu et durci avec une petite dose de lumière UV qui a réticulé les acides aminés à la surface du tissu

Par conséquent, le saignement de l'artère immédiatement après la procédure était comparable à ce qui est observé à partir de points de suture conventionnels. Récolté sept jours plus tard, l'artère s'est avérée complètement cicatrisée.

Dans une expérience séparée, les chirurgiens ont inséré du CaproGlu chargé d'anesthésiques dans les mollets des rats et les ont soignés à la lumière UV avant que la plaie ne soit refermée avec des points de suture conventionnels.

Les scientifiques ont comparé l'activité de ces rats avec deux autres témoins :des rats qui avaient reçu des anesthésiques seuls et des rats qui avaient reçu CaproGlu sans anesthésiques. Ils n'ont trouvé aucun obstacle perceptible au mouvement des rats qui avaient des anesthésiques et du CaproGlu chargé d'anesthésiques, suggesting that CaproGlu is successful in delivering local anesthetics over time and could be a useful way to extend local anesthesia beyond its current limits and also to act as a drug delivery platform for medication such as anticoagulants to prevent excessive blood clotting.

The team also observed that there were no discernible side effects to the animals which had CaproGlu implanted in their skin, which suggested that it is safe and biocompatible as expected. Since the bioadhesive dissolves and resorbs within weeks, no follow up clinical visits would be required for its removal.

Stable shelf life after sterilization

A big challenge for bioadhesives on the market today is to cope with the standard method by which surgical grade equipment and disposables are sterilized using gamma irradiation.

The gamma sterilization process destroys proteins and activates bonding in both acrylate and epoxy adhesives.

Unlike other surgical adhesives available on the market, CaproGlu's protein-free formulation exploits new crosslinking chemistry unaffected by gamma sterilization.

The light-activated bonding mechanism forms chain links to amino acids at the nanoscale level, even after several months of storage and gamma sterilization, thus making CaproGlu's production and commercialisation potentially less costly than those based on proteins and acrylates.