Citric Acid-Crosslinked PVA/CMC Composite Membranes with Enhanced Wet-State Stability for Prevention of Postoperative Pericardial Adhesions
Les membranes composites de PVA/CMC réticulées par l'acide citrique, particulièrement la formulation PCC15, démontrent une stabilité à l'état humide, une intégrité mécanique et une biocompatibilité accrues, prévenant efficacement les adhérences péricardiques postopératoires dans un modèle de lapin.
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Après une chirurgie cardiaque, le processus de guérison naturel du corps peut parfois trop bien fonctionner. Lorsque le sac protecteur entourant le cœur, appelé péricarde, est coupé ou frotté lors d'une opération, il tente souvent de guérir en s'attachant aux tissus voisins, comme le sternum ou la paroi thoracique. Ces connexions collantes, appelées adhérences, sont denses et coriaces. Si un patient doit subir une seconde chirurgie cardiaque des années plus tard, ces adhérences peuvent masquer les voies dégagées dont les chirurgiens ont besoin pour voir, rendant la procédure beaucoup plus difficile et risquée. Pour prévenir cela, les médecins utilisent de fines feuilles flexibles placées entre le cœur et la paroi thoracique pour servir de bouclier temporaire. Cependant, maintenir une telle feuille intacte est difficile. Le cœur est en mouvement constant, battant contre la poitrine, et la feuille est imprégnée de sang et de fluides corporels. Si le matériau devient trop mou, gonfle ou se désintègre dans cet environnement humide, il cesse de fonctionner comme une barrière.
Des chercheurs de l'Université de Zhengzhou et de l'Université de technologie chimique de Pékin ont entrepris de créer un meilleur bouclier. Ils ont commencé avec deux matériaux courants : le poly(alcool vinylique), un plastique synthétique connu pour fabriquer des films résistants, et la carboxyméthylcellulose, une substance dérivée de plantes qui est douce pour le corps. Bien que le mélange de ces deux substances ait produit une feuille prometteuse, celle-ci était trop sensible à l'eau. Une fois imbibée, elle gonflait comme une éponge et perdait sa force, la rendant inapte à l'environnement humide et mobile du cœur. Pour corriger cela, l'équipe s'est tournée vers l'acide citrique, le même composé que l'on trouve dans les citrons et les oranges, pour agir comme un pont chimique. Ils ont traité le mélange avec de la chaleur, permettant à l'acide de lier les chaînes polymères entre elles, créant ainsi un réseau plus serré et plus durable.
L'équipe a testé comment différentes quantités de cet acide citrique modifiaient le comportement des nouvelles feuilles. Ils ont découvert qu'ajouter plus d'acide rendait le matériau beaucoup plus résistant à l'eau. Sans l'acide, la feuille absorbait une quantité massive d'eau et gonflait considérablement, perdant près de la moitié de sa masse après un mois dans une solution saline imitant le corps. À mesure qu'ils augmentaient la teneur en acide, les feuilles absorbaient beaucoup moins d'eau, gonflaient beaucoup moins et conservaient mieux leur masse. La meilleure version, qui contenait la plus grande quantité d'acide testée, a tout de même gonflé de 93 % et perdu environ 34 % de sa masse après un mois dans une solution saline simulant le corps, mais cela représentait une amélioration significative par rapport à la version non traitée, permettant à la feuille de conserver sa forme et sa force bien plus efficacement.
Cette résistance à l'eau signifiait également que le matériau restait solide lorsqu'il était mouillé. À l'état sec, les feuilles étaient déjà robustes, mais une fois imbibées, la version non traitée devenait très faible, perdant la majeure partie de sa capacité à s'étirer sans se rompre. La meilleure version, cependant, est restée remarquablement forte même lorsqu'elle était totalement saturée. Elle pouvait s'étirer jusqu'à près de deux fois sa longueur originale sans se déchirer, une flexibilité cruciale pour un matériau posé sur un cœur battant. Cette formulation spécifique était assez solide pour corresponder à la force naturelle du tissu cardiaque humain tout en restant assez flexible pour bouger avec lui.
Les chercheurs ont ensuite vérifié si le matériau était sûr pour le corps. Ils ont exposé des globules rouges de rat aux feuilles et ont constaté que très peu de cellules étaient endommagées, indiquant que le matériau ne causerait pas de problèmes de saignement. Ils ont également testé la réaction des cellules de souris à des extraits des feuilles, et les cellules sont restées saines et actives. De plus, lorsqu'ils ont placé des fibroblastes, les cellules responsables de la construction du tissu cicatriciel, directement sur les feuilles, les cellules ne s'accrochaient pas aussi facilement que sur des boîtes en plastique standard. Ce manque d'adhérence est un bon signe, car cela suggère que le matériau n'encouragerait pas la formation de nouveaux tissus cicatriciels qui pourraient mener à des adhérences.
Pour voir si le matériau fonctionnait dans un système vivant, l'équipe a utilisé un modèle de lapin. Ils ont créé une petite blessure sur la surface du cœur des lapins pour simuler un traumatisme chirurgical. Un groupe de lapins a reçu la nouvelle feuille traitée à l'acide citrique sur la blessure, tandis qu'un autre groupe n'a reçu aucun traitement. Trente jours plus tard, les lapins sans la feuille avaient développé de graves adhérences dures entre le cœur et la paroi thoracique qui nécessitaient des outils tranchants pour être séparées. En revanche, les lapins avec la feuille ne présentaient presque aucune adhérence. Le cœur bougeait librement et la feuille pouvait être retirée facilement. L'examen microscopique a montré que les cœurs traités présentaient beaucoup moins de tissus cicatriciels et d'inflammation que les cœurs non traités. L'étude conclut que cet ajustement chimique simple crée une barrière flexible, forte et sûre qui peut efficacement empêcher le cœur de coller à la paroi thoracique pendant la guérison.
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