Ces types de plaies chroniques ne sont pas seulement débilitantes pour les personnes qui en souffrent. Ils pèsent également sur les systèmes de santé, représentant un fardeau financier de 25 milliards de dollars rien qu’aux États-Unis chaque année.

Un nouveau type de bandage intelligent développé à Caltech pourrait rendre le traitement de ces plaies plus facile, plus efficace et moins coûteux. Ces bandages intelligents ont été développés dans le laboratoire de Wei Gao, professeur adjoint de génie médical, chercheur à l’Institut de recherche médicale du patrimoine et boursier Ronald et JoAnne Willens.

« Il existe de nombreux types de plaies chroniques, en particulier les ulcères diabétiques et les brûlures qui durent longtemps et causent d’énormes problèmes au patient », explique Gao. « Il existe une demande pour une technologie qui peut faciliter la récupération. »

Contrairement à un bandage typique, qui peut ne consister qu’en des couches de matériau absorbant, les bandages intelligents sont fabriqués à partir d’un polymère flexible et extensible contenant des composants électroniques et des médicaments intégrés. L’électronique permet au capteur de surveiller des molécules telles que l’acide urique ou le lactate et des conditions telles que le niveau de pH ou la température dans la plaie qui peuvent indiquer une inflammation ou une infection bactérienne.

Le pansement peut répondre de l’une des trois manières suivantes : Premièrement, il peut transmettre sans fil les données recueillies à partir de la plaie à un ordinateur, une tablette ou un smartphone à proximité pour examen par le patient ou un professionnel de la santé. Deuxièmement, il peut délivrer un antibiotique ou un autre médicament stocké dans le bandage directement sur le site de la plaie pour traiter l’inflammation et l’infection. Troisièmement, il peut appliquer un champ électrique de faible niveau à la plaie pour stimuler la croissance des tissus, ce qui accélère la guérison.

Dans des modèles animaux dans des conditions de laboratoire, les bandages intelligents ont montré la capacité de fournir aux chercheurs des mises à jour en temps réel sur l’état des plaies et les états métaboliques des animaux, ainsi que d’offrir une guérison rapide des plaies infectées chroniques similaires à celles trouvées chez l’homme.

Gao dit que les résultats sont prometteurs et ajoute que les recherches futures en collaboration avec la Keck School of Medicine de l’USC se concentreront sur l’amélioration de la technologie du bandage et sur son test sur des patients humains, dont les besoins thérapeutiques peuvent être différents de ceux des animaux de laboratoire.

« Nous avons montré cette preuve de concept dans des modèles de petits animaux, mais à terme, nous aimerions augmenter la stabilité de l’appareil mais aussi le tester sur des plaies chroniques plus importantes car les paramètres de la plaie et le microenvironnement peuvent varier d’un site à l’autre,  » il dit.

L’article décrivant la recherche, « Un système bioélectronique portable extensible sans fil pour la surveillance multiplexée et le traitement combiné des plaies chroniques infectées », apparaît dans le numéro du 24 mars de la revue Les avancées scientifiques. Les co-auteurs sont les associés de recherche postdoctoraux en génie médical Ehsan Shirzaei Sani et Yu Song; les étudiants diplômés en génie médical Changhao Xu (MS ’20), Canran Wang, Jihong Min (MS ’19), Jiaobing Tu (MS ’20), Samuel A. Solomon et Jiahong Li ; et Jaminelli L. Banks et David G. Armstrong de la Keck School of Medicine de l’USC.

Le financement de la recherche a été fourni par les National Institutes of Health, la National Science Foundation, l’Office of Naval Research, l’Heritage Medical Research Institute, le Donna and Benjamin M. Rosen Bioengineering Center de Caltech, la Rothenberg Innovation Initiative de Caltech et une bourse de recherche Sloan.