Alors que ces dispositifs invasifs restent responsables de nombreuses infections associées aux soins (IAS) ce nouveau matériau, développé par une équipe de bioingénieurs de l’Université de l'Illinois à Urbana-Champaign (U. of I.), envoie un avertissement précoce en cas d’infection ou de trop forte tension. Ce revêtement intelligent pourrait aider les médecins à réparer ou remplacer les implants en cas de dysfonctionnement, et à inciter à traiter en cas d’infection.
L'infection et la défaillance sont des problèmes fréquents et majeurs avec les implants orthopédiques, chacun affectant jusqu'à 10 % des patients. Plusieurs approches pour lutter contre l'infection ont été tentées, mais toutes ont de sérieuses limites : des biofilms se forment sur les surfaces conçues comme hydrofuges et les revêtements chargés d'antibiotiques chimiques ou de médicaments -qui s'épuisent en quelques mois- peuvent entraîner des effets toxiques sur les tissus environnants. Le nouveau revêtement est conçu avec 2 faces pour 2 effets : d’un côté, il est doté de nanopiliers capables de tuer les bactéries et de l’autre côté, d’une électronique flexible qui peut signale le dysfonctionnement ou la "panne".
Les implants orthopédiques chirurgicaux eux-mêmes deviennent intelligents, grâce à ce revêtement qui surveille ainsi à la fois l’asepsie et la tension. Ses capteurs flexibles présentent une surface antibactérienne nanostructurée inspirée des ailes des libellules.
Les nanopiliers sont inspirés par ceux retrouvés sur les ailes des insectes. Lorsqu'une cellule bactérienne tente de se lier à la feuille, les piliers perforent la paroi cellulaire et tuent la cellule. Cette approche mécanique permet de contourner de nombreux problèmes liés aux approches chimiques, tout en offrant la flexibilité nécessaire pour pouvoir appliquer le revêtement sur les surfaces des implants. À l'arrière de cette surface nanostructurée, des réseaux de capteurs électroniques flexibles très sensibles ont été intégrés pour surveiller la contrainte. Le revêtement va donc pouvoir ainsi guider les médecins dans la surveillance de la cicatrisation des patients.
Cette équipe multidisciplinaire a confirmé, sur des souris modèles de porteurs d’implants, que le revêtement avertit bien, en cas d'infection ou d’échec de l’implant ou de la cicatrisation. « Nous avons développé une combinaison de nanomatériaux bio-inspirés et d’électronique flexible pour lutter contre un problème biomédical très fréquent en cas d’implant et durable », résume l’auteur principal, Qing Cao, professeur de science et d'ingénierie des matériaux.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
