Traiter une plaie ou une inflammation directement là où elle se produit présente des avantages évidents : le principe actif atteint sa cible immédiatement et il n’y a pas d’effets secondaires négatifs sur les parties non impliquées du corps. Cependant, les méthodes d’administration locale conventionnelles atteignent leurs limites lorsqu’il s’agit de doser précisément les principes actifs sur une période plus longue. Dès qu’une pommade quitte le tube ou que le liquide d’injection s’écoule de la seringue, il est presque impossible de contrôler la quantité de principe actif. Edith Perret du laboratoire Advanced Fibers de l’Empa à Saint-Gall développe donc des fibres médicales avec des « valeurs intérieures » très particulières : les fibres polymères renferment un noyau liquide contenant des ingrédients thérapeutiques. L’objectif : des produits médicaux dotés de capacités particulières, par exemple du matériel de suture chirurgicale, des pansements et des implants textiles, capables d’administrer avec précision des analgésiques, des antibiotiques ou de l’insuline sur une longue période. Un autre objectif est d’obtenir un dosage du médicament individuel et spécifique au patient dans le sens d’une médecine personnalisée.
Biocompatible et sur mesure
Le matériau de la gaine de la fibre est un facteur décisif pour transformer une fibre textile conventionnelle en produit médical. L’équipe a choisi la polycaprolactone (PCL), un polymère biocompatible et biodégradable déjà utilisé avec succès dans le domaine médical. La gaine de fibres renferme la substance précieuse, telle qu’un analgésique ou un médicament antibactérien, et la libère au fil du temps. À l’aide d’une usine pilote unique, les chercheurs ont produit des fibres PCL avec un noyau liquide continu par filage en fusion. Lors des premiers tests en laboratoire, des fibres à noyau liquide stables et flexibles ont été produites. De plus, l’équipe de l’Empa avait déjà démontré avec succès, en collaboration avec un partenaire industriel suisse, que ce procédé fonctionnait non seulement en laboratoire mais aussi à l’échelle industrielle.
Les paramètres selon lesquels les fibres médicales libèrent un agent enfermé ont été étudiés d’abord à l’aide de substances modèles fluorescentes, puis avec divers médicaments. “De petites molécules comme l’ibuprofène, un analgésique, se déplacent progressivement à travers la structure de la gaine externe”, explique Edith Perret. En revanche, les molécules plus grosses sont libérées aux deux extrémités des fibres.
Contrôlable avec précision et efficace à long terme
“Grâce à de nombreux paramètres, les propriétés des fibres médicales peuvent être contrôlées avec précision”, explique le chercheur de l’Empa. Après des analyses approfondies utilisant la spectroscopie de fluorescence, la technologie des rayons X et la microscopie électronique, les chercheurs ont pu démontrer, par exemple, l’influence de l’épaisseur de la gaine et de la structure cristalline du matériau de la gaine sur la vitesse de libération des médicaments à partir des fibres du noyau liquide. .
En fonction du principe actif, le processus de fabrication peut également être adapté : les principes actifs insensibles aux températures élevées lors du filage par fusion peuvent être intégrés directement dans le cœur des fibres dans un processus continu. Pour les médicaments sensibles à la température, en revanche, l’équipe a pu optimiser le processus de manière à ce qu’un espace réservé remplisse initialement le cœur liquide, qui est ensuite remplacé par le principe actif sensible.
L’un des avantages des fibres à noyau liquide est leur capacité à libérer le principe actif d’un réservoir sur une période de temps plus longue. Cela ouvre un large éventail d’applications possibles. Avec des diamètres de 50 à 200 micromètres, les fibres sont suffisamment grosses pour être tissées ou tricotées par exemple pour fabriquer des textiles robustes. Cependant, les fibres médicales pourraient également être guidées à l’intérieur du corps pour délivrer des hormones telles que l’insuline, explique Perret. Autre avantage : les fibres qui ont libéré leur médicament peuvent être rechargées. La gamme d’ingrédients actifs pouvant être administrés de manière simple, pratique et précise à l’aide de fibres à noyau liquide est large. En plus des analgésiques, des anti-inflammatoires, des antibiotiques et même des préparations de style de vie sont envisageables.
Dans une prochaine étape, les chercheurs souhaitent doter le matériel de suture chirurgicale de propriétés antimicrobiennes. Le nouveau procédé permettra de remplir divers matériaux de base liquides avec des antibiotiques afin de suturer les tissus pendant une opération de manière à ce que les germes de la plaie n’aient aucune chance de provoquer une infection. Le chercheur de l’Empa Perret est également convaincu que la future collaboration avec des partenaires cliniques constituera la base d’autres applications cliniques innovantes.
Source:
Laboratoires fédéraux suisses de science et technologie des matériaux
Référence du journal :
Monsieur, Mme. et autres. (2024). Administration de médicaments avec des fibres à noyau liquide filées par fusion. Polymère. est ce que je.org/10.1016/j.polymer.2024.126885.
2024-06-26 09:47:00
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