Conception d'hydrogels à base de chitosane et de dextrane pour la prévention des adhérences postopératoires

Les adhérences postopératoires (POA), notamment abdominales et pelviennes, constituent une complication fréquente des interventions chirurgicales. Les POA peuvent entraîner des douleurs chroniques, des occlusions intestinales, une infertilité ou encore un dysfonctionnement d’organe. Ces adhérences résultent d’une réponse inflammatoire excessive et d’un processus de cicatrisation désorganisé, menant à la formation de bandes fibreuses anormales entre les organes et les tissus. Parmi les stratégies de prévention des POA explorées, les hydrogels constituent des biomatériaux prometteurs. En effet, grâce à leur structure tridimensionnelle (3D) riche en eau, les hydrogels forment une barrière physique, empêchant le contact direct entre différents organes proches du site de l’opération chirurgicale, et la formation de ponts fibreux à l’origine de ces adhérences. Les hydrogels hybrides à base de chitosane et de dextrane ont un fort potentiel pour cette application. Le chitosane (CHI) a été choisi pour son origine naturelle, sa biocompatibilité, sa biodégradabilité, ses propriétés hémostatiques et antimicrobiennes ; le dextrane, pour sa part, a été choisi pour ses propriétés antiadhésives (« low fouling »), son caractère non-immunogénique, sa biocompatibilité et biodégradabilité. Par le passé, ces deux polymères étaient réticulés en oxydant le dextrane afin de créer des groupements aldéhydes capables de réagir avec les groupements amines du chitosane. Cependant, la préparation du dextrane-aldéhyde par oxydation suscite des enjeux au niveau de la biocompatibilité, car le processus d’oxydation, souvent réalisé à l’aide de périodate de sodium, peut générer des sous-produits potentiellement cytotoxiques.

Abstract

Postoperative adhesions (POA) are a common complication following surgical procedures, particularly abdominal and pelvic surgeries. POA can lead to chronic pain, bowel obstruction, infertility, and organ dysfunction. These adhesions result from an excessive inflammatory response and a disorganized healing process, leading to the formation of abnormal fibrous bands between organs and tissues. Among the various strategies explored to prevent POA, hydrogels have emerged as promising biomaterials. Due to their water-rich three-dimensional (3D) structure, hydrogels act as physical barriers between surgical surfaces, preventing direct contact between nearby organs at the surgical site and thus reducing the formation of fibrous bridges responsible for adhesions. Hybrid hydrogels composed of chitosan and dextran have shown significant potential in this application. Chitosan (CHI) is selected for its natural origin, biocompatibility, biodegradability, as well as its hemostatic and antimicrobial properties, while dextran is favored for its anti-adhesive and low fouling properties, non-immunogenic nature, biocompatibility, and biodegradability. Until now, these two polymers have typically been crosslinked by chemically modifying dextran through oxidation to introduce aldehyde groups that can react with the amine groups of chitosan, forming a stable 3D structure. However, the preparation of aldehyde-modified dextran via oxidation raises concerns regarding biocompatibility, as the oxidation process, often performed using sodium periodate, can lead to partial degradation of the polymer and generate potentially cytotoxic by-products.