Tannic acid/poly(vinyl alcohol)-modified chitosan/bacterial cellulose composite membranes with enhanced surface hydrophilicity and wet-state stability for anti-adhesion applications
Cette étude démontre que la modification de membranes de chitosan/cellulose bactérienne par un revêtement de tanin acide/poly(alcool vinylique) améliore considérablement l'hydrophilie de surface et réduit l'adhésion des fibroblastes tout en maintenant une stabilité mécanique robuste à l'état humide, ce qui se traduit par une barrière anti-adhésive hautement efficace ayant complètement empêché les adhérences postopératoires dans un modèle de souris.
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Après une chirurgie abdominale ou pelvienne, le processus de guérison naturel du corps peut parfois s'emballer. Lorsque les tissus sont lésés, le corps envoie des protéines et des cellules pour réparer les dommages, mais cette réponse peut provoquer l'adhérence de certains organes internes de manière indésirable. Ces cicatrices internes, connues sous le nom d'adhérences, peuvent entraîner des douleurs chroniques, des occlusions intestinales ou l'infertilité, et elles rendent souvent les futures chirurgies beaucoup plus difficiles et dangereuses. Pour prévenir cela, les médecins utilisent des barrières physiques — de fines feuilles ou des gels placés entre les tissus lésés — pour les maintenir séparés pendant la guérison. Cependant, créer une barrière efficace est un équilibre délicat. Elle doit être assez résistante pour rester intacte dans l'environnement humide et salé du corps humain, tout en étant assez souple pour épouser des surfaces irrégulières. Crucialement, sa surface doit être suffisamment glissante et hydrophile pour empêcher les cellules de s'y accrocher et de former de nouvelles cicatrices. Si la barrière se dissout trop vite, gonfle et perd sa forme, ou si elle est trop rugueuse au toucher, elle échoue dans sa mission.
Des chercheurs de l'Université de Zhengzhou et de l'Université de technologie chimique de Pékin ont développé un nouveau type de membrane barrière qui répond à ces défis en combinant deux matériaux naturels et en ajoutant un revêtement de surface spécial. Ils sont partis du chitosan, une substance dérivée de coquilles de crustacés qui est douce pour le corps, et l'ont mélangé à la cellulose bactérienne, une forme pure de fibre produite par des bactéries et connue pour sa résistance. En mélangeant ces deux éléments, ils ont créé une feuille de base assez robuste pour conserver sa forme lorsqu'elle est mouillée, tout en restant flexible. Pour améliorer davantage la surface, ils ont trempé ces feuilles dans une solution contenant de l'acide tannique, un composé présent dans le thé et le vin, et de l'alcool polyvinylique, un plastique courant soluble dans l'eau. Ce processus de revêtement a été conçu pour rendre la surface de la membrane extrêmement lisse et hydrophile, ce qui aide la membrane à glisser facilement contre les tissus et décourage les cellules de s'y attacher.
L'équipe a testé des membranes avec différentes quantités de cellulose bactérienne pour trouver la base parfaite, s'arrêtant sur un mélange contenant dix pour cent de cellulose bactérienne. Ils ont ensuite fait varier le temps de séjour des membranes dans la solution de revêtement, allant de six à vingt-quatre heures, pour voir combien de temps le traitement devait durer pour obtenir les meilleurs résultats. L'objectif était de trouver une version qui devienne très glissante et hydrophile sans perdre sa force ou se désagréger dans l'eau. Ils ont découvert que le trempage des membranes pendant dix-huit heures produisait l'équilibre idéal. Cette membrane spécifique, qu'ils ont nommée CBTP18, est devenue si hydrophile qu'une goutte d'eau s'est étalée presque complètement à plat sur sa surface, alors que la version non revêtue repoussait l'eau comme une voiture cirée. Parallèlement, la surface est devenue incroyablement lisse, avec un niveau de friction si bas qu'il est comparable à une surface bien lubrifiée, permettant de glisser facilement.
Malgré ces changements spectaculaires de la surface, la membrane est restée remarquablement forte. Lors de tests dans un environnement liquide imitant le corps humain, la membrane revêtue a conservé la quasi-totalité de sa force originale, tenant la pression aussi bien que la version non revêtue. Elle a également montré une grande stabilité au fil du temps ; après avoir séjourné dans une solution saline pendant trente-cinq jours, elle a conservé environ soixante-onze pour cent de sa masse initiale, prouvant qu'elle ne se dissoudrait pas avant la fin de la guérison. Les chercheurs ont également vérifié la sécurité de ce matériau pour le corps. Ils ont constaté qu'il n'endommageait pas les globules rouges et que les cellules vivantes se développaient bien dessus, ne montrant aucun signe de toxicité. Plus important encore, le revêtement a réussi à réduire le nombre de cellules qui s'attachent à la surface. Dans les tests en laboratoire, le nombre de fibroblastes — les cellules responsables de la construction du tissu cicatriciel — qui se sont fixés sur la membrane revêtue a chuté de plus de moitié par rapport à la version non revêtue.
Pour voir si ces résultats de laboratoire se confirmaient dans un organisme vivant, les chercheurs ont testé la membrane sur des souris. Ils ont créé un modèle de blessure chirurgicale où la paroi abdominale et le cæcum, une partie de l'intestin, ont été éraflés pour simuler un traumatisme. Dans le groupe de souris n'ayant reçu aucun traitement, quatre sur six ont développé des adhérences visibles là où les tissus s'étaient collés ensemble. En contraste frappant, aucune des six souris traitées avec la nouvelle membrane n'a développé d'adhérences visibles. Lorsque les chercheurs ont examiné les tissus au microscope, ils ont constaté que les zones traitées avaient guéri proprement avec un minimum d'inflammation, et que la membrane elle-même était restée intacte sans se briser ni se déformer. L'étude suggère que cette combinaison d'une base naturelle robuste et d'un revêtement glissant et hydrophile crée une barrière qui maintient efficacement les tissus lésés séparés durant les étapes cruciales du début de la guérison, offrant un nouvel outil prometteur pour prévenir les complications de la cicatrisation postopératoire.
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