Tow-Int Tech facilite la recherche sur la cicatrisation par plateau : La percée d'un nouveau pansement en hydrogel

Rui Lei et d'autres chercheurs ont mis au point un pansement injectable en hydrogel pour les plaies hypoxiques du plateau, qui peut améliorer la cicatrisation et offrir de nouvelles méthodes de traitement.

La cicatrisation des plaies sur les plateaux est un défi majeur dans le domaine médical. Les méthodes traditionnelles de traitement des plaies sont peu efficaces dans l'environnement particulier des plateaux. Récemment, des chercheurs tels que Rui Lei et Mingbao Gu ont écrit un article intitulé "Lipoic Acid/Trometamol Assembled Hydrogel as Injectable Bandage for Hypoxic Wound Healing at High Altitude" (Acide lipoïque/Trométamol en tant que pansement injectable pour la cicatrisation des plaies hypoxiques à haute altitude), qui a été publié sur des plateformes appropriées. Cette étude visait à développer un pansement hydrogel injectable adapté aux plaies hypoxiques dans les régions de plateau et à explorer ses performances et ses mécanismes moléculaires dans la promotion de la cicatrisation des plaies. Il s'est avéré que ce pansement hydrogel pouvait améliorer efficacement la cicatrisation des plaies, offrant ainsi de nouvelles solutions et orientations de recherche pour le traitement des plaies dans les régions de plateaux.

1. Contexte de la recherche

La cicatrisation des plaies sur les plateaux est difficile. L'environnement climatique difficile avec une faible pression atmosphérique, une faible teneur en oxygène, le froid et l'environnement géographique unique des plateaux qui modifie les fonctions physiologiques et le métabolisme du corps humain entraînent des problèmes tels que la liquéfaction des graisses, l'hématome de la plaie et la non-cicatrisation des plaies. L'hypoxie sévère est l'un des facteurs importants affectant la cicatrisation des plaies sur les plateaux. La mise au point de bandages capables d'apporter un supplément d'oxygène pour favoriser la cicatrisation des plaies présente un grand intérêt clinique et économique. α - L'acide lipoïque (LA) a fait l'objet d'une attention particulière dans les applications biomédicales. Cependant, l'hydrogel d'acide poly(lipoïque) (PLA) formé par sa polymérisation est difficile à injecter en raison de sa viscosité élevée et de sa forte adhérence. La mise au point d'un bandage injectable à base d'hydrogel PLA est un véritable défi.

2. Méthodes expérimentales

2.1 Animaux et groupes expérimentaux

Des rats SD ont été sélectionnés pour l'expérience et divisés en trois groupes : le groupe GEL, dans lequel la plaie a été injectée avec l'hydrogel assemblé ; le groupe GEL + NIR, dans lequel la plaie a été injectée avec l'hydrogel assemblé puis irradiée par proche infrarouge (NIR) ; et le groupe BLANK, dans lequel la plaie a été uniquement traitée par hémostase.

2.2 Établissement d'un modèle de traumatisme en haute altitude

Méthode de fabrication du modèle : Dans le cadre d'une expérience animale, des rats SD anesthésiés, rasés et désinfectés ont subi trois incisions de 2 cm de long sur le dos afin d'établir un modèle de plaie.

2.3 Indicateurs de détection

Indicateurs de performance liés à l'hydrogel : Un rhéomètre a été utilisé pour tester la relation module-fréquence, le balayage de la déformation, le changement de viscosité avec le taux de cisaillement et le comportement d'auto-cicatrisation de l'hydrogel. La théorie de la fonctionnelle de la densité a été utilisée pour étudier la structure et l'énergie de liaison des complexes formés par le LA et le trométamol. La performance de conversion photothermique de l'hydrogel a été testée. Des essais de traction ont été réalisés pour obtenir la déformation à la rupture, le module élastique et la ténacité de l'hydrogel. Des tests de cisaillement ont été effectués pour évaluer l'adhérence de l'hydrogel, et la capacité de l'hydrogel à générer de l'oxygène a été détectée.

Indicateurs liés à la cicatrisation des plaies : Des colorations H&E et Masson ont été réalisées sur les plaies pour observer les changements histologiques. La coloration par immunofluorescence a été utilisée pour détecter l'expression du facteur 1α inductible à l'hypoxie (HIF - 1α), de l'interleukine - 1β (IL - 1β) et de l'interleukine - 4 (IL - 4) dans les plaies.

2.4 Analyse statistique

Chaque mesure était basée sur l'analyse répétée d'au moins trois expériences indépendantes. Les résultats quantitatifs ont été exprimés en moyenne ± écart-type. L'analyse de variance à une voie (ANOVA) a été utilisée pour révéler les différences statistiques, et p < 0,05 a été considéré comme statistiquement significatif.

3. Résultats expérimentaux

Gélification et performance de l'hydrogel : LA et le trométamol ont pu se gélifier rapidement en 5 minutes à température ambiante à un rapport molaire spécifique. L'ajout de Ce³⁺ a permis d'accélérer la gélification en moins de 2 minutes. L'hydrogel additionné de DA et de nanofeuillets g-C₃N₄ avait une fonction photothermique. Après irradiation NIR, le LA s'est polymérisé et les propriétés mécaniques et d'adhésion de l'hydrogel ont été améliorées.

Propriétés mécaniques : Ce³⁺ peut accélérer la polymérisation du LA et former un réseau physique. À faible teneur, il a amélioré les propriétés mécaniques de l'hydrogel, tandis qu'à forte teneur, il les a diminuées. Le DA a participé à la polymérisation du LA. A faible teneur, son effet sur les propriétés mécaniques était complexe, et à forte teneur, il augmentait le module d'élasticité et la ténacité et diminuait la déformation à la rupture. Les nanofeuillets g-C₃N₄ pouvaient améliorer les propriétés mécaniques de l'hydrogel.

Propriétés d'adhésion : Le bandage GEL(LA/DA/Ce³⁺/g-C₃N₄) présentait une forte adhérence à divers substrats et tissus. Sa force d'adhésion a été affectée par les teneurs en Ce³⁺, DA, et g-C₃N₄ nanosheets. Le DA pourrait améliorer la stabilité de l'adhésion et l'efficacité à long terme.

Effet de cicatrisation des plaies : Le bandage GEL(LA/DA/Ce³⁺/g-C₃N₄) combiné à l'irradiation NIR peut promouvoir efficacement la cicatrisation des plaies, réduire l'expression de HIF - 1α, réguler l'expression des facteurs inflammatoires et créer un microenvironnement propice à la cicatrisation des plaies.

4. Conclusions de la recherche

Le LA peut rapidement se gélifier avec l'aide du trométamol pour former un hydrogel élastique, injectable et plastique. L'irradiation NIR peut déclencher la polymérisation du LA et améliorer la cohésion de l'hydrogel. Le bandage hydrogel contenant du Ce³⁺, du DA et du g-C₃N₄ enrobé de PDA présentait de bonnes propriétés mécaniques et d'adhésion et pouvait promouvoir efficacement la cicatrisation des plaies dans un environnement d'oxygène à basse pression, offrant ainsi une nouvelle option pour le traitement des plaies dans les zones de plateau.

5. Divers équipements de recherche scientifique ont été utilisés dans le processus de recherche.

5.1 Rhéomètre

Il a été utilisé pour tester les propriétés rhéologiques de l'hydrogel. Le temps de gélification a été déterminé en observant que la solution d'hydrogel ne s'écoulait pas lorsqu'elle était inversée. Des balayages de fréquence ont été effectués pour tester la relation module-fréquence de l'hydrogel. Des balayages de déformation ont été effectués pour analyser les changements de performance de l'hydrogel sous différentes déformations. Le comportement d'amincissement par cisaillement de l'hydrogel a été testé et le comportement d'auto-guérison de l'hydrogel a été évalué.

5.2 Imageur thermique infrarouge

Il a été utilisé pour tester les performances de conversion photothermique de l'hydrogel. Pendant l'irradiation continue de 10 minutes d'échantillons d'hydrogel avec différentes concentrations de dopamine par un laser proche infrarouge de 808 nm, les changements de température et les images thermiques de l'hydrogel ont été enregistrés pour évaluer son effet photothermique.

5.3 Machine d'essai universelle

Elle a été utilisée pour effectuer des essais de traction sur l'hydrogel. L'analyse de la courbe contrainte-déformation a permis d'obtenir des paramètres tels que la déformation de rupture et le module d'élasticité de l'hydrogel, et de calculer la ténacité de l'hydrogel.

5.4 Lecteur de microplaques

Dans le test de biocompatibilité in vitro, il a été utilisé pour mesurer l'absorbance des puits de culture cellulaire à 450 nm. Après réaction du réactif CCK-8 avec les cellules, le lecteur de microplaques a détecté l'absorbance pour évaluer l'effet de l'hydrogel sur la prolifération cellulaire et juger ainsi de la biocompatibilité de l'hydrogel.

5.5 Microscope à fluorescence inversé

Utilisé avec le kit de viabilité/cytotoxicité LIVE/DEAD, il a permis d'observer la viabilité des cellules. Lors du test de biocompatibilité in vitro, les cellules co-cultivées avec l'hydrogel ont été colorées, et les cellules vivantes (fluorescence verte) et les cellules mortes (fluorescence rouge) ont été observées au microscope à fluorescence inversé pour évaluer intuitivement la cytotoxicité de l'hydrogel sur les cellules.

5.6 Expérience animale Système de contrôle de l'environnement d'oxygène à basse pression (ProOx - 811, Tow - Int TECH)

Il a été utilisé pour simuler l'environnement à faible teneur en oxygène des plateaux, élever et expérimenter sur des rats SD. Dans l'expérience in vivo de cicatrisation des plaies, un environnement à faible teneur en oxygène a été créé dans ce système pour étudier l'effet du bandage hydrogel sur la cicatrisation des plaies dans des conditions similaires de faible teneur en oxygène dans les zones de plateau.

Cette étude a utilisé le système de contrôle de l'environnement d'oxygène hypobraïque pour l'expérimentation animale (Tow-Int Tech) :

Cet équipement peut simuler une altitude comprise entre 0 et 12 000 mètres. Le système peut effectuer automatiquement les processus de dépressurisation, de stabilisation de la pression et de pressurisation. Il peut contrôler avec précision la vitesse d'élévation de l'altitude, l'altitude maintenue, la durée et la vitesse de descente de l'altitude. Il peut surveiller la température, l'humidité, la concentration d'oxygène, la pression partielle d'oxygène, la concentration de dioxyde de carbone, la pression à l'intérieur de la chambre et l'altitude simulée. Il dispose d'une fonction d'exportation des données, qui permet de stocker directement les données sur une clé USB et de les lire sur un ordinateur. Il est équipé d'une bouteille d'eau spéciale anti-goutte pour éviter les gouttes pendant l'expérience avec une bouteille d'eau ordinaire, répondant ainsi à diverses exigences expérimentales.

Cet équipement peut être utilisé pour simuler des maladies aiguës courantes en haute altitude, telles que l'œdème cérébral de haute altitude, l'œdème pulmonaire de haute altitude et les maladies cardiaques de haute altitude. Il peut également simuler des maladies chroniques de haute altitude, telles que la polycythémie et les maladies cardiovasculaires.

Référence

Lei R, Gu M, Li J, et al. Lipoic acid/trometamol assembled hydrogel as injectable bandage for hypoxic wound healing at high altitude [J]. Chemical Engineering Journal, 2024, 489 : 151499.

Contactez nous maintenant !

Nous nous engageons à faciliter vos recherches, à les rendre plus précises et plus efficaces et à vous aider à avoir confiance en vos données ! Nous avons fourni des services à un grand nombre de clients et possédons une riche expérience dans l'offre de solutions professionnelles personnalisées en fonction de vos besoins.