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Comment les muscles artificiels pourraient transformer la vie de certains anciens combattants

Les blessures sont un triste fait du service militaire, surtout en temps de guerre. Selon une étude réalisée par des scientifiques de l'Université des sciences de la santé des services de la santé, les plus fréquents sont les lésions des tissus mous de la peau, des graisses et des muscles.

Parmi ceux-ci, les dommages musculaires sont particulièrement difficiles à guérir. Au-delà d'une certaine taille - environ un centimètre cube - le corps ne peut tout simplement pas le faire. En conséquence, les personnes victimes de ce type de traumatismes, appelées perte musculaire volumétrique, perdent leur fonction musculaire et subissent des déformations, des cicatrices ou des muscles contractés.

Selon une étude de 2015 publiée dans le Journal of Rehabilitation Research and Development (publication revue par les pairs publiée par le ministère des Anciens Combattants), la perte musculaire volumétrique est généralement permanente.

"La principale norme de soins actuelle pour les blessures [de perte de volume volumétrique] est la réadaptation physique", a déclaré Benjamin Corona, auteur principal de l'étude. «Les cas documentés disponibles n'indiquent pas de récupération fonctionnelle significative à moins que des orthèses à retour d'énergie [orthèses ou autres dispositifs] soient utilisées. La rééducation physique à elle seule ne favorisera pas la régénération du tissu perdu. "

Corona et son équipe de chercheurs ont examiné les dossiers de plus de 500 militaires ayant été congédiés de l'armée en raison de blessures entre 2001 et 2007. Ils ont constaté que la plupart des fractures subies au combat entraînaient des blessures ouvertes. souvent réparés, le muscle est endommagé. Les militaires ayant subi des fractures sont souvent disqualifiés du service non pas à cause de la rupture, mais à cause d'un handicap dû à la blessure des tissus mous.

«Malgré une attention considérable portée à la cicatrisation osseuse après une fracture ouverte du tibia de type III, il est approprié, compte tenu des conclusions actuelles, de conclure que les complications des tissus mous contribuent majoritairement à l'invalidité des membres sauvés», ont écrit les auteurs. "Le développement de thérapies contre [la perte musculaire volumétrique] peut potentiellement combler un vide important dans les soins orthopédiques."

Historiquement, la meilleure solution de traitement consistait à utiliser un lambeau de muscle, provenant d'une autre partie du corps ou en rotation d'un muscle connecté, pour couvrir la plaie. Cela aide à guérir, mais ne permet pas l'utilisation normale d'un muscle non blessé et le membre où la blessure est survenue est souvent désactivé de manière permanente.

«Il y a eu beaucoup de tentatives pour remplacer le muscle perdu», a déclaré Li Ting Huang, scientifique chez Acelity, une société de biotechnologie qui fournit une technologie de régénération au ministère de la Défense. «Ces [transferts de lambeaux musculaires] ne fonctionnent généralement pas très bien, car pour qu'un muscle fonctionne, il a besoin d'une énervation, il doit être traversé par des nerfs. Vous devez donc en quelque sorte reconnecter tous les nerfs et les vaisseaux sanguins, afin de maintenir le muscle implanté en vie et en état de fonctionner. C'est quelque chose de très difficile à faire.

Huang dirige un nouveau projet de technologie de régénération musculaire, qui vise à modifier la technologie existante de la société afin de résoudre le problème de la perte volumétrique musculaire.

«L'essentiel est qu'il existe évidemment un important besoin clinique non satisfait pour un produit comme celui-ci, en particulier pour la population de patients que nous examinons, pour les militaires et les militaires», explique Huang.

Acelity a changé de nom il y a quelques années, mais ses activités principales sont la régénération des plaies et ses produits se trouvent dans les hôpitaux militaires et vétérans, ainsi que dans les hôpitaux publics et même dans les zones de guerre. Ils comprennent principalement le traitement des plaies par pression négative (qui aspire le liquide et amène le sang vers la plaie), des nappes de matériau organique appelées matrices tissulaires pour la guérison des plaies cutanées, et une solution de préservation permettant de préserver la viabilité des matrices tissulaires pendant deux ans.

Huang se lance dans ces matrices pour construire sa technologie de régénération musculaire.

Elle commence avec un muscle de porc et utilise un procédé exclusif qui élimine le tissu de tous les composants cellulaires, ce qui peut provoquer une inflammation ou même être rejeté par le corps. Le matériau résultant, appelé matrice musculaire acellulaire, ressemble étrangement à un vrai muscle, complet avec une texture et des fibres, sauf qu'il est pâle et presque translucide.

La matrice est ensuite implantée chirurgicalement en prenant soin de l’aligner sur le tissu existant. Avec une rééducation et une thérapie pour aider le tissu musculaire existant à se développer, Huang affirme qu'il peut réparer le muscle ensemble.

Un article plus récent paru dans Biomaterials by Corona examine l'utilisation de matrices acellulaires dans la guérison de la perte de muscle volumétrique. Sa conclusion est moins rose, concluant que, bien que la récupération musculaire se produise, elle n’est pas suffisante pour offrir la puissance nécessaire à l’exploitation du muscle. «Les données existantes ne confirment pas la capacité des échafaudages biologiques acellulaires à promouvoir un volume physiologiquement significatif de tissu musculaire squelettique», a écrit Corona et sa co-auteure, Sarah Greising. Cela dit, ils ajoutent que «les échafaudages biologiques acellulaires restent un outil essentiel pour la réparation du VML, qui devrait continuer à être développé en même temps que d’autres stratégies thérapeutiques basées sur des biomatériaux, des produits biologiques et des programmes de réadaptation».

Huang dit qu'elle a réussi le processus pour travailler chez les rats. Viennent ensuite les plus gros animaux, et elle ne souhaite pas spéculer plus loin, même si elle dit travailler pour agrandir la taille des matrices, qui mesuraient à l'origine six centimètres carrés.

«Personnellement, ce projet a été pour moi l'un des plus satisfaisants sur lequel j'ai travaillé», dit-elle. "D'autant plus que cela peut aider une population de patients qui a tant sacrifié pour notre pays."

Comment les muscles artificiels pourraient transformer la vie de certains anciens combattants