Un pansement photonique utilisant le pouvoir thérapeutique de la lumière bleue
Publié par Isabelle le 14/12/2018 à 14:00
Source: © Union européenne, [2018] / CORDIS

© RTS ARTE WEB
Un consortium financé par l'UE a élaboré un pansement intelligent utilisant la photothérapie à lumière bleue pour la cicatrisation des plaies, ainsi que la surveillance et le traitement des infections.

La lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm...) bleue est déjà connue pour ses effets antibactériens et anti-inflammatoires, mais le consortium MEDILIGHT, financé par l'UE, l'a exploitée pour faciliter la guérison (La guérison est un processus biologique par lequel les cellules du corps se régénèrent pour réduire l'espace d'une région endommagée par la nécrose. La guérison implique la...) des plaies chroniques comme celles dont souffrent les patients diabétiques.

"L'objectif consiste à disposer d'une solution non chimique pour les plaies chroniques", a déclaré Dionysios Manessis, coordinateur du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration...), du département Technologies de l'intégration et de l'interconnexion de systèmes de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au...) technique de Berlin. "Nous avons constaté que la lumière bleue, considérée à l'origine comme bénéfique pour la désinfection, produit également de bons résultats sur la prolifération des kératinocytes et des fibroblastes, les types de cellules de la peau (La peau est un organe composé de plusieurs couches de tissus. Elle joue, entre autres, le rôle d'enveloppe protectrice du corps.) nécessaires pour qu'une plaie (Une plaie est une rupture de la barrière cutanée. Outre la lésion d'organes sous-jacents qui peut se produire lors de l'accident, la plaie peut entraîner la pénétration de germes pathogènes dans un...) se referme."

Avec un financement de l'UE de 3 millions d'euros sur un peu plus de trois ans, l'équipe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le cadre...) a été en mesure de produire de zéro (Le chiffre zéro (de l’italien zero, dérivé de l’arabe sifr, d’abord transcrit zefiro en italien) est un symbole marquant une position vide dans l’écriture des nombres en...) un dispositif portable intelligent. Le prototype consiste en une feuille (La feuille est l'organe spécialisé dans la photosynthèse chez les végétaux supérieurs. Elle est insérée sur les tiges des plantes au niveau des nœuds. À l'aisselle de la...) souple et flexible munie de LED (diodes électroluminescentes) bleues et de capteurs. Celui-ci est inséré dans une poche transparente sur le pansement (Un pansement est un dispositif permettant de recouvrir une plaie située sur la peau.).

Fixé sur la feuille, se trouve un petit boîtier électronique contenant le circuit imprimé (Le circuit imprimé est un support, généralement une plaque, destiné à regrouper des composants électroniques, afin de réaliser un système plus complexe.) avec, entre autres composants, le pilote de LED qui régule (Les régules sont des alliages d'étain ou de plomb et d'antimoine.) l'intensité de la lumière bleue, et un microcontrôleur (Un microcontrôleur est un circuit intégré rassemblant dans un même boitier un microprocesseur, plusieurs types de mémoires et des périphériques de communication (Entrées-Sorties).) ou une interface (Une interface est une zone, réelle ou virtuelle qui sépare deux éléments. L’interface désigne ainsi ce que chaque élément a besoin de connaître de l’autre pour pouvoir fonctionner correctement.) intelligente qui acquiert et analyse les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) du capteur (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une...) pour permettre d'ajuster le régime de luminothérapie (La luminothérapie est un traitement psychiatrique de première ligne en ce qui concerne la dépression saisonnière et l'insomnie et constitue un traitement secondaire important pour le traitement de la dépression en...) pour chaque patient (Dans le domaine de la médecine, le terme patient désigne couramment une personne recevant une attention médicale ou à qui est...).

"Les trois composants (la feuille flexible, le boîtier électronique et le pansement pour la plaie) s'emboîtent comme un seul dispositif MEDILIGHT holistique (Le holisme (du grec ολoς (holos) : entier) est un système de pensée pour lequel les caractéristiques d'un être ou d'ensemble ne peuvent être connues que lorsqu'on le considère et...)", explique le Dr Manessis.

Les capteurs de la feuille surveillent la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie...) et les niveaux d'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) dans le sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le plasma est la substance fondamentale et est présent chez la plupart des animaux. Un...) au niveau de la plaie, les niveaux en oxygène indiquent que la plaie est en train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de plusieurs wagons...) de guérir et les températures élevées peuvent signifier une inflammation (Une inflammation est une réaction de défense immunitaire stéréotypée du corps à une agression : infection, brûlure, allergie…) et une infection. Ces données sont communiquées au boîtier électronique.

Test des effets de la luminothérapie

Au cours des premières étapes de la guérison, l'irradiation (En physique nucléaire, l'irradiation désigne l'action d'exposer (volontairement ou accidentellement) un organisme, une substance, d'un corps à un flux de rayonnements...) à la lumière bleue inhibe la formation de colonies bactériennes. Une fois la plaie désinfectée, l'intensité de la lumière bleue peut être ajustée pour prévenir la croissance prématurée de la peau. "Les programmes de traitement doivent être bien synchronisés pour que la plaie ne se ferme pas avant la désinfection et qu'il ne subsiste aucun risque de piéger des bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi...) à l'intérieur de la plaie", explique le Dr Manessis.

Des études in vitro (In vitro (en latin : « dans le verre ») signifie un test en tube, ou, plus généralement, en dehors de l'organisme...) sur différentes souches bactériennes ont révélé que la lumière bleue empêchait plusieurs souches communes dans les plaies infectées de se reproduire et tuait certains types de bactéries.

"L'effet de la lumière bleue sur la prolifération des cellules cutanées a été testé in vitro en utilisant différentes intensités lumineuses et longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans...), et in vivo (In vivo (en latin : « au sein du vivant ») est une expression latine qualifiant des recherches ou des examens pratiqués sur un...) sur des souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue...). Il a ensuite été breveté", déclare le Dr Manessis.

Des matériaux et des logiciels innovants

Le principal défi technique consistait à minimiser la perte de lumière, de sorte qu'une lumière bleue suffisante atteigne la plaie et que la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) générée par les LED soit dissipée efficacement. "Les LED peuvent générer de la chaleur et la température peut monter entre 42 et 50 degrés, en fonction de la durée de la luminothérapie", explique le Dr Manessis.

Pour remédier à ce problème, le partenaire du consortium URGO, en France, a élaboré de nouveaux matériaux de pansement pour plaies: une feuille flexible avancée a été conçue et fabriquée pour améliorer la gestion de la chaleur. Une interface innovante d'acquisition (En général l'acquisition est l'action qui consiste à obtenir une information ou à acquérir un bien.) de capteurs et un nouveau logiciel (En informatique, un logiciel est un ensemble d'informations relatives à des traitements effectués automatiquement par un appareil informatique. Y sont inclus les instructions de traitement,...) ont été développés dans le cadre du projet pour transférer des données sans fil vers un smartphone aux fins d'évaluation et d'ajustement de la thérapie (Une thérapie est un ensemble de mesures appliquées par un thérapeute à une personne souffrant d'un problème de santé, dans le but de l'aider à guérir, de minimiser ou de soulager ses...).

Un prototype de feuille flexible fonctionnel pouvant être porté sous le pied dans une chaussure spéciale a également été développé, il est connecté sans fil au boîtier électronique et contrôlé par une application mobile (Une application mobile est un logiciel applicatif développé pour être installé sur un appareil électronique mobile, tel qu'un assistant personnel, un téléphone portable ou un...) qu'un professionnel de santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.) peut utiliser.

Des essais cliniques humains sur des sujets sains et diabétiques seront conduits par URGO au cours de la prochaine étape de développement en vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) de la commercialisation du produit.


Pour plus d'information voir: MEDILIGHT
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