(Actualités Nanowerk) Pour des millions de personnes souffrant de lésions chroniques, de brûlures et de complications post-chirurgicales, leurs plaies peuvent entraîner une douleur persistante, un risque d'infection et une qualité de vie réduite. Et tandis que la médecine moderne a considérablement élargi les options de traitement, il y a eu peu d’innovation dans un remède omniprésent : le modeste pansement. Pourtant, des recherches émergentes cherchent désormais à transformer ces pansements passifs en dispositifs de cicatrisation active.
Les progrès récents en bioélectronique laissent entrevoir une méthode fascinante utilisant la lumière proche infrarouge. Des études approfondies ont montré que le rayonnement proche infrarouge peut dynamiser les cellules pour accélérer la récupération dans tous les processus, de l’inflammation à la régénération des tissus. Mais les équipements actuels dans le proche infrarouge sont encombrants, peu pratiques et inaccessibles au patient moyen.
Aujourd’hui, une équipe interdisciplinaire a publié une solution révolutionnaire résolvant ce décalage. Comme détaillé dans Systèmes intelligents avancés (« e-Bandage : exploiter le smartphone comme dispositif thérapeutique pour le traitement des plaies cutanées »), les chercheurs ont conçu un système de bandage électronique flexible combinant des LED miniaturisées dans le proche infrarouge avec des capteurs, des composants électroniques et une récupération d'énergie sans fil à partir d'un smartphone compatible NFC. Cette plateforme intégrée vise à rendre pratique la photothérapie avancée tout en permettant une surveillance continue – libérant enfin le potentiel thérapeutique inexploité du bandage.
Remarquablement, ce système intégré récupère l’énergie électromagnétique sans fil d’un smartphone compatible NFC pour alimenter ses fonctionnalités. Placer un smartphone à proximité de l'e-Bandage crée un champ magnétique couplé qui fournit suffisamment d'électricité pour la thérapie et la détection sans avoir besoin de piles.
Au-delà de la portabilité, l'e-Bandage délivre une irradiation NIR localisée pour stimuler la cicatrisation des plaies par de multiples mécanismes. En absorbant l'énergie NIR, la peau et les tissus sous-cutanés augmentent la circulation sanguine, le métabolisme cellulaire, la production de collagène et bien plus encore, accélérant chaque étape depuis l'inflammation jusqu'à la régénération des tissus. Des études ont déjà montré que la photothérapie NIR est très efficace pour les plaies chroniques, les brûlures, les infections et autres lésions.
De plus, l’équipe de recherche a démontré l’immense potentiel de la surveillance continue et en temps réel des plaies – une innovation qui pourrait permettre des interventions personnalisées et un timing de traitement optimal. Grâce à une paire de capteurs de température intégrés, l'e-Bandage peut suivre avec précision les températures différentielles pour identifier la progression de la guérison et prédire les étapes de guérison.
Par exemple, une inflammation aiguë fait que les zones blessées deviennent plus chaudes que les zones saines en raison d’une augmentation du flux sanguin et de l’activité cellulaire. Plus tard, les différences de température diminuent à mesure que la régénération des tissus commence et que de nouvelles couches de peau se forment. L'analyse de ces modèles thermiques fournit des informations exploitables sur l'état d'une plaie invisible pour des ajustements thérapeutiques opportuns.
Les chercheurs ont validé les doubles capacités de la thérapie NIR combinée et du suivi physiologique grâce à des évaluations techniques complètes et des études sur les animaux. L'efficacité du transfert d'énergie sans fil et les simulations de profondeur de pénétration de la lumière sous-cutanée ont confirmé l'efficacité de la plateforme pour le traitement des tissus plus profonds.
Des expériences contrôlées utilisant des modèles de plaies cutanées chez des rats ont en outre vérifié l'accélération dans toutes les phases de guérison de la plaie. Notamment, les plaies irradiées par le proche infrarouge ont démontré une fermeture plus rapide de 30 % à la fin d’un essai de 14 jours. Les analyses histologiques ont mis en évidence une réépithélialisation, une granulation et une cellularité améliorées par rapport aux bandages témoins.
Les données de mesure thermique correspondantes ont également réussi à délimiter l'inflammation, la formation de tissus et le remodelage tardif via les fluctuations de température, prouvant ainsi le concept de prédiction de stade grâce à la détection différentielle. Avec de telles capacités, le système e-Bandage pourrait détecter plus tôt les complications ou la stagnation afin de prévenir les plaies chroniques.
Dans l’ensemble, la recherche met en évidence des avantages importants par rapport aux technologies précédentes de gestion des plaies et aux prototypes de bandages intelligents. La plate-forme autonome et flexible propose une thérapie photonique programmable associée à des capteurs de diagnostic dans un package miniaturisé, rentable et convivial pour le patient.
Le co-premier auteur de premier cycle, Mengxia Yu, a noté : « La plateforme de gestion des plaies conviviale et efficace promet une étape révolutionnaire vers des soins des plaies à domicile accessibles et efficaces. »
Cependant, les innovateurs identifient les limites et les défis restants pour faire progresser le pansement électronique pionnier de la preuve de concept à un produit médical pratique. Les objectifs en cours et futurs incluent l’amélioration de la longévité thérapeutique pour une utilisation toute la journée, l’amélioration de la fonctionnalité via la détection multiparamétrique, la surveillance de l’administration de médicaments et l’affinement de la flexibilité pour s’adapter à diverses formes de plaies. Des essais sur des animaux à plus grande échelle sur des périodes plus longues permettront également de valider davantage le potentiel de traduction clinique avant de poursuivre des études finales sur l'homme.
Néanmoins, le système info-thérapeutique holistique met en évidence les intersections croissantes entre la bioélectronique et la médecine intelligente pour une intervention en boucle fermée et guidée par les données et des soins personnalisés. Les chercheurs concluent que leur plate-forme pratique alimentée par smartphone offre une large applicabilité pour la thérapie à domicile et la gestion des troubles chroniques, établissant ainsi les bases de la surveillance préventive des plaies et de l'automatisation du traitement grâce à des systèmes d'intelligence artificielle à l'avenir.
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