Innovation : un hydrogel conducteur qui pourrait guérir les lésions nerveuses

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La médecine s’attaque depuis de nombreuses années au problème de la reconstruction nerveuse et de la plasticité cérébrale. Ce sont des domaines de recherche dont les dernières avancées ont redonné l’espoir qu’un jour, il soit possible de guérir des lésions jusqu’ici considérées comme définitives. Récemment, des chercheurs ont mis au point un hydrogel conducteur qui pourrait permettre de réparer certaines lésions nerveuses.

Les lésions des nerfs périphériques — les tissus qui transmettent les signaux bioélectriques du cerveau au reste du corps — entraînent souvent des douleurs chroniques, des troubles neurologiques, une paralysie ou un handicap. Des chercheurs ont mis au point un hydrogel conducteur extensible qui pourrait un jour être utilisé pour réparer ces types de nerfs lorsqu’ils sont endommagés. Les résultats ont été publiés dans la revue ACS Nano.

Les nerfs périphériques complètement sectionnés, suite à une coupure profonde due à un accident par exemple, sont difficiles à traiter. Une stratégie courante, appelée transplantation de nerf autologue, consiste à prélever une section de nerf périphérique ailleurs dans le corps et à la coudre sur les extrémités du nerf sectionné.

Cependant, l’intervention chirurgicale ne permet pas toujours de rétablir la fonction motrice complète, et de multiples opérations de suivi sont parfois nécessaires. Des greffes de nerfs artificiels, en combinaison avec des cellules de soutien, ont également été utilisées, mais il faut souvent beaucoup de temps pour que les nerfs se rétablissent complètement.

Les chercheurs Qun-Dong Shen, Chang-Chun Wang, Ze-Zhang Zhu et leurs collègues, ont voulu mettre au point un traitement efficace et rapide qui pourrait remplacer la transplantation autologue. À cette fin, ils ont décidé d’explorer les hydrogels conducteurs — des polymères biocompatibles gonflés de façon hydrique — capables de transmettre des signaux bioélectriques.

Un hydrogel résistant et extensible avec un réseau microporeux

Dans une tentative aboutie, les scientifiques ont mis au point un hydrogel conducteur résistant mais extensible contenant de la polyaniline et du polyacrylamide. Le polymère réticulé possède un réseau microporeux en 3D qui, une fois implanté, permet aux cellules nerveuses de pénétrer et d’adhérer, aidant ainsi à restaurer les tissus perdus.

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L’hydrogel polymère conducteur vu au microscope électronique. On y voit le réseau microporeux, chaque trou faisant moins que 10 micromètres. Crédits : ACS Nano 2020

L’équipe a montré que le matériau pouvait conduire des signaux bioélectriques à travers un nerf sciatique endommagé prélevé sur un crapaud. Dans un deuxième essai, ils ont implanté l’hydrogel chez des rats ayant des lésions du nerf sciatique. Deux semaines plus tard, les nerfs des rats ont retrouvé leurs propriétés bioélectriques, et leur marche s’est améliorée par rapport aux rats non traités.

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Schéma montrant le principe d’application et d’utilisation de l’hydrogel polymère conducteur pour réparer des lésions nerveuses. Grâce à sa structure, les cellules nerveuses pénètrent et adhèrent à l’hydrogel. Le schéma montre également l’irradiation par une lumière proche infrarouge (NIR Light). Crédits : ACS Nano 2020

Comme les propriétés conductrices de l’électricité de l’hydrogel de polymère conducteur (CPH) s’améliorent avec l’irradiation par la lumière proche infrarouge (NIR Light), qui peut pénétrer les tissus, il pourrait être possible d’améliorer encore la conduction et la récupération nerveuse de cette manière, affirment les chercheurs.

Lorsque le CPH est mécaniquement allongé, il a toujours une conductivité durable et peut donc s’adapter à une tension inattendue des tissus nerveux en mouvement. Ainsi, le CPH peut servir d’implant pour les lésions nerveuses périphériques graves in vivo, surtout si la longueur du nerf manquant dépasse 10 mm.

Source : ACS Nano

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