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Des pansements nanostructurés pour une administration localisée de médicaments

L’utilisation imprudente des antibiotiques et des agents antimicrobiens a provoqué l’émergence de bactéries résistantes à plusieurs médicaments. Pour vaincre cette résistance aux antibiotiques, des scientifiques européens proposent des bandages de nanocomposites au graphène, seuls ou combinés avec des antibiotiques sous la forme de bandages, pour traiter les infections des plaies.

Santé

L’une des principales difficultés rencontrées dans l’administration classique de médicaments est le manque de contrôle du dosage approprié de l’agent thérapeutique en dessous des concentrations toxiques. Des échafaudages protecteurs chargés d’agents antibactériens peuvent être employés dans la cicatrisation pour obtenir une thérapie spécifique au site. Les avancées dans le domaine des nanotechnologies (et notamment les nanomatériaux à base de graphène) permettent d’obtenir un ratio de chargement élevé en médicaments hydrophiles et hydrophobes, ainsi qu’une libération thermique localisée des thérapies.

Un pansement à base de graphène pour une administration localisée de médicaments

Entrepris avec le soutien du programme Marie Skłodowska-Curie, le projet PANG a développé des nanocomposites et des surfaces innovants à base de graphène pour une meilleure prise en charge des infections microbiennes. Les scientifiques étaient particulièrement intéressés par l’application de ces nouveaux matériaux dans les infections cutanées, où l’exsudat qui recouvre la plaie la rend imperméable aux antibiotiques topiques. «En exploitant les propriétés photothermiques de l’oxyde de graphène réduit, nous avons mis au point des patchs flexibles pour le traitement hautement efficace des infections des plaies», explique Sabine Szunerits, coordinatrice du projet. Les chercheurs du projet PANG ont développé des nattes de nanofibres à partir d’oxyde de graphène réduit contenant de l’acide polyacrylique, qui permet une interaction non covalente avec différents antibiotiques. Ces dernières ont été testées in vitro afin d’évaluer leur capacité d’ablation des cultures bactériennes et in vivo sur des infections cutanées superficielles sur la peau de souris. Les résultats obtenus sont prometteurs et encouragent les partenaires à poursuivre leurs études cliniques. Comparés aux pansements traditionnels, les pansements topiques à base de graphène ont l’avantage d’appliquer la chaleur localement, en limitant ainsi les effets secondaires sur la peau intacte. En outre, la présence d’oxyde de graphène réduit augmente également la température de la peau au‑delà de celle obtenue avec un laser infrarouge seul, ce qui facilite la libération thermique des antibiotiques et en même temps l’ablation thermique partielle des bactéries présentes. «Le caractère réutilisable du patch, associé à la possibilité de le stériliser, rend cette méthode très rentable et convenable pour les bandages de la peau», souligne Mme Szunerits.

Impact du projet PANG et perspectives d’avenir

Des dizaines de milliers de patients meurent chaque année dans l’UE à la suite d’infections causées par les bactéries résistantes aux antibiotiques. La majorité d’entre elles sont causées par les agents pathogènes Gram négatifs et les coûts liés aux soins de santé s’élèvent à plusieurs milliards d’euros. Le projet PANG propose une solution biomédicale unique qui peut garantir la libération contrôlée des médicaments sur une longue période. On peut donc s’attendre à ce que l’utilisation de cette solution soit étendue au traitement d’autres affections telles que le cancer, le diabète et la douleur chronique. Les partenaires étudient également le potentiel des autres nanostructures à base de carbone, telles que les nanodiamants, comme adjuvants de vaccin pour renforcer les immunoréactions contre des antigènes particuliers, tout en limitant les risques associés pour la santé. En effet, les nanostructures apparaissent comme des véhicules appropriés pour traiter les virus. «Les infections virales représentent une menace majeure pour la santé du fait de leur propagation et de leur tendance à muter, comme cela a pu être observé avec la pandémie actuelle de COVID‑19 et les épidémies de grippe au fil des ans», souligne Mme Szunerits. Le manque de thérapies antivirales ciblées et l’apparition constante de nouveaux virus exigent de nouveaux agents antiviraux. Les partenaires de PANG ont récemment proposé des points quantiques en carbone pour le traitement du coronavirus du syndrome respiratoire du Moyen‑Orient (MERS‑CoV), et ils espèrent pouvoir étendre cette approche au traitement du nouveau coronavirus associé au syndrome respiratoire aigu sévère (SARS‑CoV‑2).

Mots‑clés

PANG, graphène, pansement, antibiotique, médicament, résistance aux médicaments, résistance aux antibiotiques, nanocomposites au graphène, infections cutanées

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