Des patients dont les nerfs périphériques ont été sectionnés à la suite d'accidents de la route, des athlètes dont les muscles ont été déchirés, et même des patients graves ayant des dispositifs électroniques implantés dans le cœur….
Dans le domaine du traitement de ces patients, il existe un mur commun. Même si les tissus endommagés sont suturés, les signaux électriques qui circulaient entre les tissus (par exemple : impulsions nerveuses, ordres de contraction musculaire) ne sont pas facilement restaurés. En effet, ce n'est pas parce que l'on coud que l'électricité recommence à circuler dans un fil coupé.
Le professeur Cha Hyung-jun de l'Université POSTECH (département de génie chimique) et le professeur Song Kang-il de l'Université nationale de Pukyong (département de soins de santé intelligents, spécialisation en bio-humain) ont présenté un adhésif qui brise ce mur. Ils ont développé un 'adhésif biologique conducteur' qui relie les tissus musculaires et nerveux endommagés tout en restaurant les signaux électriques.
20 ans de technologie inspirée par les moules
Le professeur Cha Hyung-jun étudie les moules depuis plus de 20 ans. Les moules ne se détachent pas des rochers même dans des vagues puissantes. Le secret réside dans une protéine spéciale appelée byssus sécrétée par les moules. L'intérieur du corps humain, où le sang et les fluides abondent, est en fait un environnement aquatique. En réfléchissant à la difficulté et à l'imperfection de la suture à l'intérieur du corps, on comprend pourquoi les moules, qui adhèrent parfaitement même dans l'eau, ont attiré l'attention du milieu médical.
L'équipe du professeur Cha a déjà sécurisé la technologie de culture en masse des protéines de moules et l'a développée en un adhésif médical 'FixLight' (photocrosslinking, qui durcit lorsqu'il est exposé à la lumière) qui a atteint le stade des essais cliniques.
Cependant, il restait quelques barrières à surmonter pour traiter les problèmes de dommages musculaires et nerveux. La plus grande est la nature des matières premières, c'est-à-dire que les protéines bloquent les signaux électriques. Ainsi, même si l'on peut fixer les tissus endommagés, si la transmission des signaux est interrompue, la récupération fonctionnelle immédiate ne peut pas avoir lieu. Un autre problème est la taille. Les méthodes existantes avaient des limites quant à la profondeur des dommages qu'elles pouvaient traiter en utilisant la lumière.
La méthode 'pont électrique' comme percée
Par conséquent, l'équipe de recherche a tenté une méthode de 'pont électrique' (electro-crosslinking) qui utilise des signaux électriques pour durcir l'adhésif. En appliquant une stimulation électrique à l'adhésif protéique liquide, il se transforme en gel en quelques minutes. Cela permet de fixer immédiatement les tissus et les dispositifs électroniques même dans un corps rempli de fluides.
Ils ont fait un pas de plus. En combinant des matériaux conducteurs à l'adhésif, ils ont conçu le produit de manière à ce que les signaux électriques puissent passer directement entre les tissus. Ce n'est pas simplement un 'colle' qui colle, mais aussi un 'fil' qui transmet des signaux.
L'équipe de recherche du professeur Cha, qui s'est concentrée sur les protéines adhésives de moules et le photocrosslinking, a établi une base de matériaux, tandis que l'équipe du professeur Song de l'Université nationale de Pukyong, spécialisée dans les interfaces de signaux nerveux et les dispositifs électroniques flexibles, a intégré la technologie de stimulation électrique.
"La fonction motrice est revenue sans suture"
Les résultats des expériences étaient clairs. En appliquant cet adhésif sur des tissus musculaires sectionnés, les signaux électriques entre les nerfs et les muscles qui avaient été interrompus ont été restaurés, et la possibilité de récupérer la fonction motrice sans suture a été confirmée.
Cela avance le 'temps d'or' pour le traitement de la régénération nerveuse. De plus, lorsque des dispositifs médicaux implantables tels que des moniteurs de fréquence cardiaque ou des dispositifs de stimulation cérébrale sont fixés aux organes du corps, la résistance électrique diminue. Cela signifie qu'une surveillance stable des signaux biologiques sur le long terme devient possible.
Le professeur Cha a déclaré : "La recherche sur l'adhésif de moules, en se combinant avec les signaux électriques, ouvre la voie à la résolution des défis d'application clinique", et le professeur Song a évalué cela comme une "nouvelle technologie d'interface capable de transmettre de manière stable les signaux biologiques même dans l'environnement corporel, au-delà d'un simple adhésif qui colle bien".
Bien sûr, la méthode d'application de stimulation électrique au corps humain doit passer par un autre obstacle de validation de sécurité. Tout comme la méthode de photocrosslinking nécessite un dispositif de irradiation lumineuse, la méthode de pont électrique nécessite également un dispositif de stimulation électrique. De plus, le fait de faire passer un courant à travers un patient pourrait devenir un nouvel objet d'examen de sécurité dans le processus d'approbation de la FDA.
Néanmoins, dans le domaine concerné, on s'attend à ce que "le potentiel de l'adhésif de moules est grand" et que "au fur et à mesure que les défis restants tels que le coût, la vitesse et la sécurité sont résolus un par un, le jour où il sera réellement utilisé dans les salles d'opération se rapprochera".
Les résultats de cette recherche (In situ electrocrosslinkable and immiscible bioadhesive for robust underwater electrophysiological signal interfaces) ont été publiés en ligne dans le journal international 《Biomatériaux》 en décembre dernier. La version imprimée sera officiellement publiée dans le numéro de mai 2026 (Vol. 328).
