Un ver parasite inspire un meilleur ruban médical collant

Supposons que vous cherchiez à fabriquer la prochaine génération de rubans médicaux. Vous voulez quelque chose qui maintiendra la peau et les autres organes ensemble pendant qu’ils guérissent. Vous voulez que ce soit plus pratique que les sutures et moins brutal que les agrafes. Il doit coller facilement, tenir fermement et se détacher sans douleur.

Il existe des endroits pires pour chercher l’inspiration que les tripes d’un poisson.

Les intestins des poissons abritent un groupe de parasites appelés vers à tête épineuse ou acanthocéphales. Leur caractéristique la plus distinctive est un museau recouvert d’épines que le ver enfonce dans les parois intestinales de son hôte. Une fois à l’intérieur, il contracte deux muscles et le long museau se gonfle rapidement pour former un bulbe, ancrant le ver en place. Le parasite attaché peut désormais boire profondément de la rivière de nutriments qui le traverse, les absorbant à travers sa peau.

Pour le poisson, la tête épineuse du ver constitue un danger pour la santé. Pour Jeffrey Karp, c'était quelque chose à imiter. Son équipe du Brigham and Women's Hospital de Boston a passé de nombreuses années à développer des adhésifs médicaux, en s'inspirant constamment de la nature. En 2008, ils ont par exemple développé un ruban adhésif basé sur les pattes d'un gecko. Et l’année dernière, ils ont créé des micro-aiguilles artificielles basées sur des piquants de porc-épic, dont la structure leur permet de s’enfoncer facilement dans la chair mais difficile de les retirer.

Les geckos sont notoirement collants et les porcs-épics sont notoirement poignardants, mais Karp s'est également rendu compte que les parasites devaient avoir des moyens fantastiques de s'attacher à leurs hôtes. C'est ainsi qu'il a découvert les vers à tête épineuse et une espèce en particulier : Pomphoryhnchus laevis.

Seung Yun Yang, membre de l'équipe de Karp, a imité les crochets de P.laevis en créant des micro-aiguilles à deux couches. Ils ont un noyau rigide en forme de cône en polystyrène, recouvert d'une couche externe douce en acide polyacrylique, un produit chimique absorbant utilisé dans les couches jetables. Lorsque les aiguilles percent la chair, les noyaux restent les mêmes tandis que les couches externes absorbent rapidement l'eau et gonflent, tout comme le museau de P.laevis. Les pointes gonflées sont comme des pointes de flèches, verrouillant l’ensemble des aiguilles en place. Si un bandage ou un morceau de ruban adhésif est enduit de ces aiguilles, ils maintiendront facilement deux morceaux de tissu ensemble.

Pour Karp, l’application la plus évidente des aiguilles à base de vers est de maintenir les greffes de peau en place. Ces plaques de peau sont souvent utilisées pour refermer les plaies béantes causées par des brûlures, des traumatismes ou des interventions chirurgicales majeures. Pour l’instant, la plupart des chirurgiens les fixent aux patients en les agrafant ou en les cousant sur leurs bords. Mais ces méthodes posent problème.

Les agrafes, en particulier, pénètrent si profondément qu'elles peuvent endommager les tissus, les vaisseaux sanguins et les nerfs. Le tissu déchiré crée un trou légèrement plus large que la largeur de l'agrafe, créant ainsi une entrée facile pour les bactéries infectieuses. Et comme les agrafes ne sont appliquées que sur les bords, le liquide peut s’accumuler dans l’espace central et empêcher le greffon de fusionner avec la peau sous-jacente.

En revanche, les patchs à base de vers établissent un contact continu avec la chair sur laquelle ils reposent. Ils endommagent à peine les tissus sous-jacents et leurs pointes gonflées bouchent automatiquement les trous qu'ils créent, empêchant ainsi les bactéries de pénétrer. Ils sont également plus résistants que les adhésifs actuels. Lorsque Yang a fabriqué des patchs à 100 aiguilles et les a testés sur la peau et les intestins de porcs morts, il a fallu plus de trois fois plus de force pour les retirer que les greffons régulièrement agrafés.

Les aiguilles de Karp présentent d'autres avantages. Contrairement aux sutures, ils sont faciles à appliquer et contrairement à la plupart des bandages et pansements, ils fonctionnent aussi bien sur des surfaces sèches que humides. Cela signifie qu’ils pourraient également être utilisés à l’intérieur du corps pour maintenir les tendons ou les ligaments en place, ou pour colmater les fuites dans les intestins des poumons. "Cela pourrait être un adhésif universel pour les tissus mous", explique Karp.

D’autres groupes ont essayé de créer des patchs de micro-aiguilles qui font le même travail, mais celles-ci ont tendance à être rigides pour pouvoir pénétrer dans la peau. Cela signifie que des mouvements maladroits peuvent briser les aiguilles à l'intérieur de la chair d'un patient. En revanche, dit Karp, "le système de vers est rigide à l'entrée mais, après un gonflement, on peut faire pivoter les patchs sans casser les micro-aiguilles."