Le porc-épic pris en modèle pour des piqûres indolores

Est-ce que nos hérissons d’Amérique vont donner des idées aux chercheurs pour créer des aiguilles aussi pénétrante mais moins douloureuses .. car nombre d’entre nous détestent les piqures .. et pour les enfants la vue d’une seringue ne serait peut-être plus synonyme d’horreur
Nuage

 

Le porc-épic pris en modèle pour des piqûres indolores

National Park Service

Les piquants du porc-épic d’Amérique ( Erethizon dorsatum ) sont plus difficiles à retirer de la peau que ceux des porcs-épics africains.

Des chercheurs ont analysé pourquoi les épines de porc-épic rentrent si facilement dans la peau. Des informations qui pourront servir à réaliser des aiguilles de seringue qui font moins mal.

Le porc-épic d’Amérique du Nord a une particularité que ne partagent pas les porcs-épics d’Afrique, les hérissons, les échidnés et autres animaux dotés de piquants: chacune des 30.000 épines qu’il porte sur son dos est dotée d‘écailles microscopiques qui rendent très difficile leur extraction une fois plantées dans la peau. En étudiant la structure de ces épines, des chercheurs américains ont constaté que ces microreliefs rendaient aussi plus facile leur pénétration dans les tissus, une particularité très intéressante pour la conception d’aiguilles de seringues moins douloureuses pour les patients.

Vue au microscope électronique de la structure d’une pointe de porc-épic africain (en haut) et d’un porc-épic américain (en bas). Crédit: PNAS.

L’équipe de scientifiques, dirigée par Jeffrey Karp de la Harvard Medical School à Boston, a mesuré très finement les forces nécessaires pour enfoncer des aiguilles dans divers types de tissus biologiques, comme de la peau de cochon et du muscle de poulet. Parmi les échantillons testés figuraient deux épines de porc-épic nord-américain, dont une très légèrement poncée pour retirer le relief en écailles, une épine de porc-épic d’Afrique et une aiguille médicale en acier de même diamètre.

Le piquant de l’animal africain avait sensiblement le même comportement que l’aiguille métallique, à la fois pour entrer et pour sortir de la peau et du muscle. Comme prévu, la pointe de l’animal nord-américain a nécessité une force 100 fois supérieure à celle de l’aiguille en acier lors de son extraction des tissus, montrant l’efficacité des écailles, qui agissent comme les barbules d’une pointe de flèche ou d’un hameçon.

Comme les dents d’un couteau

En revanche, les chercheurs ne s’attendaient pas à ce que l’aiguille du porc-épic américain entre aussi facilement dans la peau, nécessitant une force deux fois plus faible pour atteindre une même profondeur qu’une aiguille métallique. En analysant au microscope une coupe de peau pénétrée par l’épine de l’animal, ils ont constaté que l’entaille était très nette, alors qu’une pointe lisse entraîne des déchirures plus grossières. Les écailles de la pointe agissent en fait comme les dents d’un couteau et facilitent la découpe des tissus.

Par moulage, les chercheurs ont réussi à reproduire ces étonnantes microstructures propres au gros rongeur nord-américain sur des pointes en plastique, ce qui ouvre la voie à diverses applications pour réaliser du matériel médical.

«De la même manière que le biomimétisme a permis d’inventer le Velcro en s’inspirant des crochets des graines de bardane, ou de produire des adhésifs à partir des pattes de gecko, le porc-épic pourrait servir de modèle pour des applications biomédicales diverses», concluent les scientifiques dans leur étude publiée en ligne lundi dans les Comptes rendus de l’Académie américaine des sciences (Pnas).

En plus des aiguilles plus pénétrantes pour des seringues ou des gros trocarts, qui servent pour faire des ponctions, les chercheurs imaginent aussi des systèmes d’accroches pour rapprocher les tissus, afin d’éviter les sutures par exemple.

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