Les hydrogels sont populaires pour les affections cutanées et l’ingénierie tissulaire. Ces matériaux biocompatibles à base de polymères sont utiles pour leur capacité à retenir l’eau, à administrer des médicaments dans les plaies et à se biodégrader. Cependant, ils sont compliqués à fabriquer et peu résistants aux forces extérieures comme le frottement contre les vêtements, les draps ou les pansements. Ils ne sont pas non plus intrinsèquement capables de combattre les infections bactériennes, c'est pourquoi ils sont souvent infusés de médicaments antimicrobiens ou d'ions métalliques, ce qui peut provoquer une résistance aux antibiotiques et des effets négatifs sur la croissance cellulaire.
Dans un article publié dans APL Materials , les chercheurs ont créé un hydrogel plus facile à synthétiser, contenant des propriétés antibiotiques naturelles et favorisant la croissance cellulaire.
"Un patient diabétique peut avoir des plaies cutanées qui ne guérissent pas facilement en raison d'une maladie métabolique", a déclaré l'auteur Jing Sun. "Le patient peut essayer de traiter les plaies avec des médicaments topiques tels que l'érythromycine, et cela peut être efficace au début, mais sur une longue période, cela peut ne pas parvenir à soulager les symptômes. Cela pourrait être dû à une résistance aux antibiotiques."
En utilisant l’hydrogel commun Gel-MA, ils ont ajouté de l’acide aminé polylysine et du plasma sanguin riche en plaquettes pour créer des propriétés bien adaptées au soin des plaies. Le résultat est un hydrogel qui est plus fort, se dilate dans la plaie, dure plus longtemps, tue les bactéries et crée un environnement sain pour la croissance de nouvelles cellules.
"L'hydrogel libère continuellement de la polylysine à la surface de la plaie et inhibe continuellement la croissance bactérienne", a déclaré Sun.
"Nous avons choisi l'ε-polylysine car elle peut inhiber la croissance des bactéries et résoudre le problème de l'abus d'antibiotiques et de la résistance aux médicaments, et n'affecte pas la prolifération et le développement des cellules. Elle peut également se conjuguer avec le méthacrylate de gélatine, qui joue un rôle antimicrobien et améliore la résistance mécanique de l'hydrogel."
Lors de tests avec E. coli et S. aureus, la bactérie responsable de l'infection par le staphylocoque, l'hydrogel a endommagé les membranes cellulaires des bactéries et entraîné la mort des cellules bactériennes. Pour les cellules saines, l'inclusion de plasma sanguin riche en plaquettes a entraîné une libération de facteurs de croissance et une augmentation du nombre de cellules viables.
"Le moment le plus intéressant et le plus excitant pour moi a été lorsque nous avons mélangé les solutions de polylysine et de plasma riche en plaquettes pour voir si elles pouvaient former un hydrogel sous irradiation UV", a déclaré Sun.
L'expérience a fonctionné et l'hydrogel peut être durci sous une lampe UV pendant 30 secondes au lieu de durcir par congélation et décongélation répétées pendant huit heures maximum.
"En tant que clinicien et chercheur en dermatologie, j'ai l'obligation de fournir de meilleurs traitements aux patients", a déclaré Sun. "Les patients souffrant de plaies chroniquement infectées associées à des maladies métaboliques, telles que le diabète, la malnutrition et d'autres maladies, ainsi que les patients alités à long terme seront aidés par cette solution."
Plus d'informations : Hydrogel de gélatine méthacrylée conjugué à l'ε-polylysine et enrichi en plasma riche en plaquettes pour les plaies chroniquement infectées, Matériaux APL (2024). DOI :10.1063/5.0200159
Informations sur le journal : Matériaux APL
Fourni par l'Institut américain de physique
