Ces bioingénieurs et chirurgiens de l’Université Duke et de l’UCLA proposent un revêtement, personnalisable pour chaque patient et nécessitant moins de 10 minutes de préparation et d’utilisation, pour prévenir le risque d’infections lors de la pose d’un implant chirurgical. Documenté ici dans la revue Nature Communications, le revêtement d’implant, testé chez la souris, a permis d’empêcher 100 % des infections.
Le projet prend ses sources en oncologie et chirurgie orthopédiques pédiatriques. De nombreux enfants traités pour un cancer des os se voient retirer de grandes portions d’os, ce qui nécessite ensuite des implants orthopédiques. Mais comme les patients subissent généralement également une chimiothérapie, leur système immunitaire est faible et ils sont particulièrement vulnérables aux bactéries qui peuvent coloniser la surface de l’implant. C’est ainsi qu’est née l’idée d’un revêtement antimicrobien adapté aux implants orthopédiques.
Une partie du défi du traitement des infections associées aux implants est que les bactéries colonisent la surface des implants eux-mêmes, formant des biofilms résistants. Le seul recours est alors le retrait de l’implant d’origine. Pour contrer ce défi, certains médecins ont développé leurs propres solutions, comme l’utilisation de poudre antibiotique lors de la fermeture de la plaie chirurgicale ou la perfusion d’antibiotiques dans le ciment osseux utilisé pour maintenir l’implant en place. A ce jour, l’efficacité de ces techniques n’est pas démontrée. Les fabricants d’implants ont également la possibilité d’ajouter des propriétés antibiotiques à leurs dispositifs. Mais cela réduit considérablement la durée de vie de l’implant…
Un nouveau revêtement personnalisable à base d’antibiotique et de polymères
Composé de l’antibiotique rifampine mélangé à une solution de polymères, le revêtement est conçu pour être appliqué sur des implants orthopédiques quelques minutes avant la chirurgie, ce qui élimine aussi les risques d’infection autour de l’implant. Précisément, le revêtement antimicrobien est composé de 2 polymères, l’un qui repousse l’eau et l’autre qui se mélange à l’eau. Les deux sont combinés dans une solution avec un antibiotique au choix du médecin, puis appliqués directement sur l’implant orthopédique par trempage, application ou pulvérisation. Une fois exposés à une lumière ultraviolette, les 2 polymères s’auto-assemblent en une structure en forme de grille qui piège les antibiotiques.
La réaction est un exemple de « chimie clic »,
ou chimie de synthèse, qui repose sur des réactions rapides à température ambiante, ne produisant qu’un seul produit de réaction avec un effet extrêmement efficace.
Les premières études précliniques chez la souris montrent qu’après 20 jours, l’approche n’affecte aucunement la capacité de l’os à fusionner avec l’implant, le polymère était complètement absorbé par le corps et l’antibiotique prévient 100 % des infections, sans besoin de prise suppplémentaire ou de perfusion d’antibiotique, ce qui est la norme de soins actuelle.
Des applications aussi chez les patients adultes : les infections liées aux implants ne sont pas limitées aux enfants ou aux patients atteints de cancer. Pour les chirurgies de remplacement articulaire, par exemple, l’infection survient dans 1 % des chirurgies primaires et jusqu’à 7 % des chirurgies de révision, ce qui nécessite d’autres chirurgies de révision et des administrations répétées et prolongées d’antibiotiques. Le traitement ne fonctionne pas toujours, cependant, car ces patients encourent toujours un risque décès à 5 ans plus élevé qu’avec d’autres affections sévères dont le VIH / SIDA ou certains cancers.
« En synthèse, voilà un revêtement polymère intelligent et cliquable, capable de protéger, de manière personnalisée »
-car l’antibiotique est au choix du médecin-, contre les infections bactériennes associées aux implants.
Il faudra encore tester le revêtement sur de plus gros modèles animaux, puis lors d’essais cliniques, avant de l’utiliser en routine, en salle d’opération et sans qu’il soit nécessaire de modifier les implants existants.
Source: Nature Communications 16 Sept, 2021 DOI :10.1038/s41467-021-25383-z Point-Of-Care Antimicrobial Coating Protects Orthopaedic Implants From Bacterial Challenge
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