Espion dans le ventre

Après une opération de l'estomac ou de l'intestin, elles sont particulièrement redoutées : les fuites au niveau des sutures, par lesquelles le contenu du tube digestif s'écoule dans l'abdomen. "Aujourd'hui encore, de telles fuites représentent une complication potentiellement mortelle", explique Inge Herrmann, professeure en systèmes nanoparticulaires à l'ETH Zurich et chercheuse à l'Empa à Saint-Gall.

L'idée de sceller ensuite les tissus suturés dans la cavité abdominale avec un pansement a certes déjà fait son chemin dans les salles d'opération. Mais les pansements utilisés, composés d'un matériau contenant des protéines, se dissolvent trop rapidement au contact des sucs digestifs. Des chercheurs du groupe de Herrmann ont donc cherché de nouvelles solutions en collaboration avec Andrea Schlegel, chirurgienne à l'Hôpital universitaire de Zurich.

Au cours des dernières années, les scientifiques ont développé un pansement composé de polymères qui forment un hydrogel, c'est-à-dire qui peuvent absorber des liquides. Les polymères se réticulent alors avec le tissu intestinal et rendent la plaie étanche. Le pansement empêche ainsi les sucs digestifs acides et les résidus alimentaires chargés de germes de s'échapper du tube digestif et de déclencher une péritonite, voire une septicémie potentiellement mortelle.

Un capteur réagit à l'acide et aux enzymes

Les chercheurs sont maintenant allés encore plus loin : "Les chirurgiens nous ont dit qu'ils avaient certes une vue précise du champ opératoire pendant une intervention, aussi compliquée soit-elle, mais qu'une fois la cavité abdominale fermée, ils étaient "aveugles" et ne remarquaient éventuellement les fuites que lorsqu'il était trop tard", explique Alexandre Anthis, postdoctorant dans le groupe de Herrmann et codéveloppeur du patch.

Les chercheurs ont donc équipé leur patch de capteurs non électroniques qui indiquent déjà avant que les sucs digestifs ne puissent s'écouler dans la cavité abdominale. Ces capteurs sont des structures protéiques ou des sels intégrés dans le patch, qui réagissent soit aux changements de pH provoqués par l'acide gastrique qui s'échappe, soit à certaines enzymes de l'intestin. Lorsque les éléments du capteur entrent en contact avec les sucs digestifs, leur structure se modifie, ce que les médecins peuvent reconnaître de l'extérieur du corps grâce à des procédés d'imagerie.

Forme frappante

Comme le souligne la chercheuse dans le dernier numéro de la revue spécialisée. page externeSciences avancées ils ont réussi à équiper les éléments de détection de manière à ce que leur réaction soit également détectable par tomographie assistée par ordinateur (CT). Cela a été possible grâce à une combinaison de sels solubles et d'oxyde de tantale insoluble qui a permis aux scientifiques de donner aux éléments de détection une forme visible sur l'image CT. "Au Contact du liquide digestif, le capteur change de forme, passant par exemple d'une surface ronde remplie à un anneau", explique Benjamin Suter, doctorant dans le groupe Herrmann et premier auteur de la nouvelle étude.

Les chercheurs ont déjà développé les éléments capteurs dans un travail publié l'année dernière, à l'époque sans fonction de modification de la forme. En outre, il n'était alors pas encore possible de détecter le changement de structure dans le pansement après une réaction du capteur par scanner, mais uniquement par ultrasons. Désormais, la modification est reconnaissable avec les deux méthodes d'imagerie.

"Un capteur dont la forme se distingue désormais clairement des structures anatomiques sur l'image du scanner et de l'échographie pourrait à l'avenir éviter toute ambiguïté dans le diagnostic", explique Herrmann. Le patch intestinal pourrait ainsi non seulement réduire le risque de complications après une opération abdominale, mais aussi raccourcir les séjours hospitaliers et économiser des frais de santé. "Le projet de patch intestinal suscite déjà un grand intérêt de la part du corps médical", explique la professeure de l'ETH. Il s'agit maintenant de faire avancer l'application de cette innovation cliniquement pertinente dans la pratique.

Ceci est une version abrégée et modifiée d'une page externeCommuniqué de presse de l'Empa, rédigé par Andrea Six.