Des chercheurs de l’Université nationale de Singapour ont développé un gel magnétique cicatrisant pour accélérer la guérison des plaies diabétiques et réduire les amputations des membres. Le gel, combiné à un dispositif magnétique externe, stimule les cellules de la peau, ce qui s’est avéré lors de tests en laboratoire pour guérir les plaies diabétiques trois fois plus rapidement que les méthodes conventionnelles, et montre un potentiel pour traiter d’autres plaies complexes, notamment les brûlures.
Une thérapie cellulaire unique en son genre favorise la cicatrisation des plaies, améliore la santé globale des plaies et réduit les risques de récidive.
Les personnes atteintes de diabète souffrent souvent de processus naturels de cicatrisation altérés, ce qui entraîne des plaies persistantes pouvant parfois entraîner de graves infections, voire l’amputation d’un membre.
Pour relever ce défi mondial en matière de santé, un groupe de scientifiques de l’Université nationale de Singapour (NUS) a développé un gel magnétique révolutionnaire conçu pour accélérer la cicatrisation des plaies chez les patients diabétiques. Cette nouvelle approche promet non seulement une récupération plus rapide, mais vise également à réduire le risque de récidive de la plaie et d’amputations ultérieures des membres.
Chaque soin implique l’application d’un pansement pré-chargé d’un hydrogel contenant des cellules cutanées cicatrisantes et des particules magnétiques. Pour maximiser les résultats thérapeutiques, un dispositif magnétique externe sans fil est utilisé pour activer les cellules de la peau et accélérer le processus de cicatrisation des plaies. La durée idéale de la stimulation magnétique est d’environ une à deux heures.
Des tests en laboratoire ont montré que le traitement associé à la stimulation magnétique guérissait les plaies diabétiques environ trois fois plus rapidement que les approches conventionnelles actuelles. En outre, même si la recherche s’est concentrée sur la guérison des ulcères du pied diabétique, la technologie a le potentiel de traiter un large éventail de plaies complexes telles que les brûlures.
Le professeur adjoint Andy Tay (au centre), en collaboration avec le Dr Shou Yufeng (à droite) et le Dr Le Zhicheng (à gauche) de l’Université nationale de Singapour, ont développé un gel magnétique innovant de cicatrisation qui promet d’accélérer la guérison des plaies diabétiques. . Le professeur adjoint Tay tient un pansement préchargé de gel magnétique, tandis que le Dr Shou tient l’appareil de stimulation magnétique. Crédit : Université nationale de Singapour
« Les pansements conventionnels ne jouent pas un rôle actif dans la cicatrisation des plaies », a déclaré le professeur adjoint Andy Tay, qui dirige l’équipe composée de chercheurs du département de génie biomédical du NUS College of Design and Engineering ainsi que de l’Institut NUS pour l’innovation et la technologie en santé. . « Ils évitent simplement que la plaie ne s’aggrave et les patients doivent changer de pansement tous les deux ou trois jours. Cela représente un coût énorme pour notre système de santé et un inconvénient pour les patients.
En revanche, l’invention unique de NUS adopte une approche globale « tout-en-un » de la cicatrisation des plaies, accélérant le processus sur plusieurs fronts.
« Notre technologie s’attaque à plusieurs facteurs critiques associés aux plaies diabétiques, en gérant simultanément des niveaux de glucose élevés dans la zone de la plaie, en activant les cellules cutanées dormantes près de la plaie, en restaurant les vaisseaux sanguins endommagés et en réparant le réseau vasculaire perturbé au sein de la plaie », a expliqué le professeur adjoint Tay. .
L’équipe NUS a décrit son innovation dans un article récemment publié dans la revue scientifique, Matériaux avancés. La recherche a été menée en collaboration avec des scientifiques de l’Agence pour la science, la technologie et la recherche, de l’Université technologique de Nanyang, de l’Université Sun Yat-sen et de l’Université de technologie de Wuhan.
Plaies diabétiques chroniques : un enjeu de santé majeur
Actuellement, plus d’un demi-milliard de personnes dans le monde vivent avec le diabète et ce chiffre devrait augmenter considérablement. Les plaies diabétiques chroniques telles que les ulcères du pied (l’une des plaies les plus courantes et les plus difficiles à traiter) sont donc devenues un défi sanitaire mondial majeur.
Une équipe de chercheurs de l’Université nationale de Singapour a développé un gel magnétique innovant de cicatrisation qui promet d’accélérer la guérison des plaies diabétiques, de réduire les taux de récidive et, par conséquent, de réduire les incidents d’amputation des membres. Un bandage préchargé d’hydrogel magnétique est placé sur la plaie et un dispositif externe est utilisé pour accélérer le processus de cicatrisation. Crédit : Université nationale de Singapour
Les traitements traditionnels de ces plaies sont souvent insatisfaisants, entraînant des problèmes de santé récurrents et persistants et – dans un grand nombre de cas – l’amputation d’un membre.
Chaque année, il y a environ 9,1 à 26,1 millions de cas d’ulcères du pied diabétique dans le monde, et environ 15 à 25 pour cent des patients diabétiques développeront un ulcère du pied diabétique au cours de leur vie. Singapour a l’un des taux les plus élevés d’amputations des membres inférieurs dues au diabète au monde, avec une moyenne d’environ quatre par jour.
Un « entraînement » doux pour les cellules de la peau
Les cellules de la peau subissent continuellement des forces mécaniques dues aux activités quotidiennes normales. Cependant, il est généralement conseillé aux patients présentant des plaies de ne pas effectuer d’activités rigoureuses, comme la marche, car cela pourrait tuer les cellules restantes essentielles à la guérison.
« Notre équipe a réussi à identifier un point idéal en appliquant une douce stimulation mécanique », a déclaré le professeur adjoint Tay. « Le résultat est que les cellules cutanées restantes s’entraînent pour guérir les blessures, mais pas au point de les tuer. »
Le gel cicatrisant spécialement conçu est chargé de deux types de cellules cutanées approuvées par la FDA – des kératinocytes (essentiels à la réparation de la peau) et des fibroblastes (pour la formation du tissu conjonctif) – et de minuscules particules magnétiques. Lorsqu’elle est combinée à un champ magnétique dynamique généré par un dispositif externe, la stimulation mécanique du gel encourage les fibroblastes dermiques à devenir plus actifs.
Développé par une équipe de chercheurs de l’Université nationale de Singapour, l’hydrogel magnétique innovant, qui contient des cellules cutanées pour la cicatrisation et des particules magnétiques, adopte une approche globale « tout-en-un » de la cicatrisation des plaies, accélérant le processus sur plusieurs fronts. Crédit : Université nationale de Singapour
Des tests en laboratoire ont montré que l’activité accrue des fibroblastes générée par le gel magnétique cicatrisant augmente le taux de croissance des cellules d’environ 240 pour cent et fait plus que doubler leur production de collagène, une protéine essentielle à la cicatrisation des plaies. Il améliore également la communication avec les kératinocytes pour favoriser la formation de nouveaux vaisseaux sanguins.
« L’approche que nous adoptons non seulement accélère la cicatrisation des plaies, mais favorise également la santé globale des plaies et réduit les risques de récidive », a ajouté le professeur adjoint Tay.
L’équipe NUS a travaillé sur le projet de 2021 à 2023 pour démontrer la viabilité de cette nouvelle approche. Un brevet a été déposé pour cette innovation.
Un changement potentiel dans la gestion des plaies
Bien que le gel magnétique de cicatrisation se soit révélé très prometteur pour améliorer la cicatrisation des plaies diabétiques, il pourrait également révolutionner le traitement d’autres types de plaies complexes.
« L’hydrogel magnéto-sensible, combiné à une stimulation mécanique dynamique magnéto-induite sans fil, relève les défis fondamentaux de la cicatrisation des plaies, tels que la création d’un microenvironnement propice et la promotion de la régénération des tissus », a déclaré le co-premier auteur du document de recherche, le Dr Shou Yufeng, chercheur. Fellow du Département de génie biomédical du NUS College of Design and Engineering.
« Ces principes et l’adaptabilité de notre technologie, ainsi que sa facilité générale d’utilisation pour les patients, signifient qu’elle peut être appliquée pour améliorer la cicatrisation des plaies dans diverses situations au-delà du diabète, notamment les brûlures et les ulcères chroniques non diabétiques.
Les chercheurs effectuent davantage de tests pour affiner davantage le gel magnétique cicatrisant afin d’améliorer son efficacité. Ils collaborent également avec un partenaire clinique pour tester l’efficacité du gel sur des tissus humains diabétiques.
« Il s’agit d’une avancée majeure dans le soin actif des plaies », a déclaré le professeur adjoint Tay. « Notre objectif est de fournir une solution de cicatrisation efficace et pratique qui améliore les résultats pour des millions de personnes dans le monde. »
« La cicatrisation des plaies, en particulier dans le domaine des ulcères du pied diabétique, a toujours été un domaine difficile. Les patients diabétiques du pied ne guérissent pas aussi bien que les patients normaux et leur parcours de guérison est souvent prolongé », a déclaré le professeur adjoint Francis Wong Keng Lin, consultant au département de chirurgie orthopédique de l’hôpital général de Sengkang.
Le professeur adjoint Wong, qui n’est pas impliqué dans l’étude, a ajouté : « Les progrès dans les technologies de cicatrisation des plaies réduiront la durée du parcours du patient et leur permettront de reprendre leur vie le plus rapidement possible, améliorant ainsi la productivité et la qualité de vie. »
