un hydrogel conducteur qui pourrait guérir les lésions nerveuses

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 sera possible de guérir des lésions jusque-là considérées comme définitives. Récemment, des chercheurs ont développé un hydrogel conducteur qui pourrait aider à réparer certaines lésions nerveuses.

Les dommages aux nerfs périphériques – les tissus qui transportent les signaux bioélectriques du cerveau vers le reste du corps – entraînent souvent des douleurs chroniques, des troubles neurologiques, une paralysie ou un handicap. Les 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, comme une coupure profonde d’un accident, sont difficiles à traiter. Une stratégie courante, appelée greffe de nerf autologue, consiste à prélever une section de nerf périphérique ailleurs dans le corps et à la coudre aux extrémités du nerf sectionné.

Cependant, la chirurgie peut ne pas toujours restaurer la fonction motrice complète et plusieurs 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 aux nerfs pour récupérer complètement.

Les chercheurs Qun-Dong Shen, Chang-Chun Wang, Ze-Zhang Zhu et leurs collègues voulaient développer un traitement efficace et rapide qui pourrait remplacer la transplantation autologue. À cette fin, ils ont décidé d’explorer des hydrogels conducteurs – des polymères biocompatibles gonflés à l’eau – capables de transmettre des signaux bioélectriques.

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Un hydrogel résistant et extensible avec un réseau microporeux

Dans une tentative réussie, les scientifiques ont développé un hydrogel conducteur solide mais extensible contenant de la polyaniline et du polyacrylamide. Le polymère réticulé possède un réseau microporeux 3D qui, une fois implanté, permet aux cellules nerveuses d’entrer et d’adhérer, contribuant ainsi à restaurer les tissus perdus.

Vue au microscope en hydrogel polymère conducteur

L’hydrogel polymère conducteur vu au microscope électronique. On voit le réseau microporeux, chaque trou mesurant moins de 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 atteints de 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.

Diagramme de réparation nerveuse en hydrogel polymère conducteur

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

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

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

La source : ACS Nano

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