Ce patch, inspiré de l’origami pourra en effet être « enroulé » ou replié autour d'outils chirurgicaux pour être utilisé en chirurgie robotique pour réparer les tissus et les organes, promet cette équipe de bioingénieurs du Massachusetts Institute of Technologie (MIT). Concrètement, il s’agit de bandes bioadhésives médicales, semblables à du papier (voir visuel), qui tels les origami, peuvent être repliées autour des outils chirurgicaux et se transformer en adhésifs doux et résistants lorsqu'elles sont pressées contre les tissus.
Aujourd'hui, de nombreuses chirurgies sont effectuées par procédures mini-invasives, au cours desquelles une petite incision est pratiquée et des caméras miniatures et des outils chirurgicaux sont insérés dans le corps. L’objectif est le plus souvent d’éliminer les tumeurs et de réparer les tissus et organes endommagés. Cette procédure mini-invasive entraîne moins de douleur et permet des temps de récupération plus courts par rapport à la chirurgie classique. Cela constitue un énorme progrès mais qui se heurte à un défi de taille : pouvoir refermer, de manière mini-invasive aussi, les plaies et les déchirures internes.
Un patch pliable comme un origami pour sceller les plaies chirurgicales internes
Les bioadhésifs actuellement utilisés dans les chirurgies mini-invasives sont disponibles principalement sous forme de liquides et de colles biodégradables qui peuvent être étalés sur les tissus endommagés. Cependant, lorsque ces colles se solidifient, elles peuvent se rigidifier sur la surface sous-jacente plus molle, créant un joint imparfait. Le sang et d'autres liquides biologiques peuvent également contaminer les colles, empêchant une adhérence réussie au site blessé. Les colles peuvent également provoquer une inflammation et la formation de tissus cicatriciels.
En s’inspirant de l'origami, les ingénieurs du MIT ont conçu ce patch médical qui peut être plié autour d'outils chirurgicaux mini-invasifs et introduit par les voies respiratoires, les intestins et autres espaces étroits, pour sceller les plaies internes. Le patch ressemble à un film pliable en forme de papier lorsqu'il est sec mais une fois en contact avec des tissus ou des organes humides, il se transforme en gel extensible et colle au site lésé. Contrairement aux adhésifs chirurgicaux existants, le patch a été conçu pour résister à la contamination lorsqu'il est exposé à des bactéries et des fluides corporels. Enfin, au fil du temps, il se « biodégrade » en toute sécurité.
Le nouveau bioadhésif présente donc un avantage « de taille », pouvoir être positionné par des outils chirurgicaux mini-invasifs, actionnés par un chirurgien directement, ou même à distance par un robot médical. C’est bien l’objectif poursuivi au départ par l’équipe de Xuanhe Zhao, professeur de génie mécanique et d’ingénierie environnementale au MIT : « la chirurgie mini-invasive et robotique sont de plus en plus largement adoptées, car elles permettent de réduire les traumatismes et accélèrent la récupération et la cicatrisation. Cependant, le scellement des plaies internes reste toujours complexe lors de ces chirurgies ».
En résumé, le patch répond en effet à pas moins de 3 exigences fonctionnelles. Il colle à la surface humide du site blessé ou de la plaie interne, ne se lie pas aux tissus avant d'atteindre sa cible et, une fois appliqué sur la lésion ou la plaie interne, il sclle la plaie et résiste à la contamination bactérienne et l’inflammation.
Premières preuves de concept : les chercheurs montrent que le nouveau bioadhésif adhère fortement à des échantillons de tissus animaux, peut être plié autour d'instruments couramment utilisés dans les chirurgies mini-invasives (comme un cathéter à ballonnet et une agrafeuse chirurgicale), être « enfilé » chez des modèles animaux via les principaux vaisseaux et voies dont la trachée, l'œsophage, l'aorte et les intestins. Le patch pourra être fabriqué dans des configurations pré-pliées adaptables aux instruments mini-invasifs et à la chirurgie robotique.
Les applications possibles sont donc nombreuses : les chercheurs évoquent l’utilisation de ce nouveau patch pour réparer une perforation de coloscopie, sceller des organes solides lésés ou des vaisseaux sanguins après un traumatisme, ou lors d’une intervention chirurgicale élective. » Au lieu d'avoir à effectuer une approche chirurgicale ouverte, il devient possible d’intervenir de l'intérieur pour refermer une plaie chirurgicale ou traumatique ».
« En chirurgie mini-invasive, vous n'avez pas le luxe d'accéder facilement au site pour appliquer un adhésif et vous devez lutter contre un risque bactérien élevé ».
Source: Advanced Materials Feb, 2021 Multifunctional Origami Patch for Minimally Invasive Tissue Sealing
Équipe de rédaction SantélogFév 10, 2021Rédaction Santé log
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