(Phys.org) — L'arrêt de la libre circulation du sang d'une blessure reste un Saint Graal de la médecine clinique. Le contrôle du flux sanguin est une préoccupation majeure et la première ligne de défense des patients et du personnel médical dans de nombreuses situations, de la blessure traumatique à la maladie en passant par la chirurgie. Si le contrôle n'est pas établi dans les premières minutes d'une hémorragie, la poursuite du traitement et la guérison sont impossibles.

À l'UC Santa Barbara, des chercheurs du Département de génie chimique et du Centre de bioingénierie (CBE) se sont inspirés des mécanismes du corps humain pour s'inspirer du processus nécessaire et compliqué de la coagulation. En créant des nanoparticules qui imitent la forme, flexibilité et biologie de surface des plaquettes du corps, ils sont capables d'accélérer les processus naturels de guérison tout en ouvrant la porte à des thérapies et des traitements qui peuvent être personnalisés en fonction des besoins spécifiques des patients.

« Il s'agit d'une étape importante dans le développement des plaquettes synthétiques, ainsi que dans l'administration ciblée de médicaments, " a déclaré Samir Mitragotri, directeur du CBE, qui se spécialise dans les technologies de thérapie ciblée. Les résultats des découvertes des chercheurs apparaissent dans le numéro actuel de la revue ACS Nano .

Le processus de coagulation est familier à tous ceux qui ont subi des blessures même les plus mineures, comme une éraflure ou une coupure de papier. Le sang se précipite sur le site de la blessure, et en quelques minutes, le débit s'arrête lorsqu'un bouchon se forme sur le site. Le tissu sous et autour du bouchon travaille à se renouer et le bouchon finit par disparaître.

Mais ce que nous ne voyons pas, c'est la cascade de la coagulation, la série de signaux et d'autres facteurs qui favorisent la coagulation du sang et permettent la transition entre un fluide à écoulement libre sur le site et une substance visqueuse qui apporte des facteurs de guérison à la blessure. La coagulation est en fait une chorégraphie de diverses substances, parmi les plus importantes sont les plaquettes, le composant sanguin qui s'accumule au site de la plaie pour former le bouchon initial.

"Pendant que ces plaquettes coulent dans notre sang, ils sont relativement inertes, " a déclaré le chercheur étudiant diplômé Aaron Anselmo, auteur principal de l'article. Dès qu'une blessure survient, cependant, les plaquettes, en raison de la physique de leur forme et de leur réponse aux stimuli chimiques, passer du flux principal au côté de la paroi des vaisseaux sanguins et se rassembler, liant au site de la blessure et les uns aux autres. Comme ils le font, les plaquettes libèrent des produits chimiques qui "appellent" d'autres plaquettes vers le site, éventuellement boucher la plaie.

Mais que se passe-t-il lorsque la blessure est trop grave, ou le patient est sous traitement anticoagulant, ou est autrement altérée dans sa capacité à former un caillot, même pour une blessure modeste ou mineure?

C'est là qu'interviennent les nanoparticules de type plaquettaire (PLN). Ces minuscules, des particules en forme de plaquettes qui se comportent comme leurs homologues humaines peuvent être ajoutées au flux sanguin pour fournir ou augmenter l'approvisionnement naturel en plaquettes du patient, arrêter le flux sanguin et amorcer le processus de guérison, tout en permettant aux médecins et autres soignants de commencer ou de poursuivre le traitement nécessaire. Les situations d'urgence peuvent être maîtrisées plus rapidement, les blessures peuvent guérir plus rapidement et les patients peuvent récupérer avec moins de complications.

« Nous avons en fait été en mesure de réduire de 65 % le temps de saignement par rapport à l'absence de traitement, " dit Anselme.

Selon Mitragótri, la clé réside dans l'imitation par les PLN de la réalité. En imitant la forme et la souplesse des plaquettes naturelles, Les PLN peuvent également s'écouler vers le site de la blessure et s'y rassembler. Avec des surfaces fonctionnalisées avec les mêmes motifs biochimiques trouvés dans leurs homologues humains, ces PLN peuvent également invoquer d'autres plaquettes sur le site et se lier à elles, augmentant les chances de former ce bouchon essentiel. En outre, et très important, ces plaquettes sont conçues pour se dissoudre dans le sang une fois leur utilité épuisée. Cela minimise les complications pouvant découler des procédures hémostatiques d'urgence.

"Le truc avec les agents hémostatiques, c'est qu'il faut intervenir dans la bonne mesure, " dit Mitragotri. " Si vous en faites trop, vous causez des problèmes. Si vous en faites trop peu, vous causez des problèmes."

Ces plaquettes synthétiques permettent également aux chercheurs d'améliorer la nature. Selon les enquêtes d'Anselmo, pour les mêmes propriétés de surface et la même forme, les particules nanométriques peuvent être encore plus performantes que les plaquettes micrométriques. En outre, cette technologie permet de personnaliser les particules avec d'autres substances thérapeutiques - médicaments, thérapies et autres, dont les patients atteints d'affections spécifiques pourraient avoir besoin.

« Cette technologie pourrait répondre à une pléthore de défis cliniques, " a déclaré le Dr Scott Hammond, directeur des laboratoires de recherche en médecine translationnelle de l'UCSB. « L'un des plus grands défis de la médecine clinique à l'heure actuelle – qui coûte également beaucoup d'argent – ​​est que nous vivons plus longtemps et que les gens sont plus susceptibles de prendre des anticoagulants. Lorsqu'un patient âgé se présente dans une clinique, c'est un énorme défi car vous n'avez aucune idée de leur histoire et vous pourriez avoir besoin d'une intervention."

Avec des PLN optimisables, les médecins seraient en mesure de trouver un équilibre plus fin entre le traitement anticoagulant et la cicatrisation des plaies chez les patients plus âgés, en utilisant des nanoparticules qui peuvent cibler où les caillots se forment sans déclencher de saignement indésirable. Dans d'autres applications, les agents pathogènes transmissibles par le sang et d'autres agents infectieux pourraient être minimisés avec des nanoparticules porteuses d'antibiotiques. Les particules pourraient être amenées à remplir certaines conditions pour voyager vers certaines parties du corps - à travers la barrière hémato-encéphalique, par exemple, pour de meilleurs diagnostics et des thérapies vraiment ciblées.

En outre, selon les chercheurs, ces plaquettes synthétiques coûtent relativement moins cher, et ont une durée de conservation plus longue que les plaquettes humaines - un avantage en cas d'urgence ou de catastrophe généralisée, lorsque le besoin en ces composants sanguins est le plus élevé et que la capacité de les stocker sur place est essentielle.