Collage actualits

Collage dans le mdical

Zoom sur les applications in vivo

Concrtisons vos projets

Numro 81 Dcembre 2010

ditorial Sommaire Focus

03 Les diffrentes colles chirurgicales
Il existe 3 grandes catgories de colles pour application mdicale : celles qui sont utilises pour lassemblage de matriel mdical (catheter, pompes chirurgicales, appareils respiratoires, etc), celles qui sont utilises dans des applications en contact avec la peau, ce sont les adhsifs sensibles la pression ou PSA (pansements, poches de stomie, lectrodes, patchs, etc) et celles utilises in vivo . Cest sur cette dernire catgorie que nous avons souhait nous focaliser dans ce numro de Collage Actualits . Le focus passe en revue les familles de colles chirurgicales disponibles sur le march, leurs applications et les progrs quil reste faire pour remplacer, dans certains cas, le fil de suture par un joint de colle (avec tous les bnfices que cela apporte pour le chirurgien et le patient). Notre exemple dapplication sest pench sur linnovation de la socit ACTEON : un adhsif dentaire qui permet de coller et dcoller sans altrer lmail les brackets (systmes orthodontiques que lon voit sur la plupart des dents de nos adolescents). Cette innovation ouvre des perspectives dans dautres domaines que le dentaire. Nous terminons cette revue par un retour sur le 4e Congrs Mondial de lAdhsion qui sest tenu pour la 1re fois en France, fin septembre Arcachon (33). Je vous souhaite une bonne lecture de ce numro (peut-tre le dernier : cf ci-dessous) et de bonnes ftes de fin danne. Isabelle GARRAUD Depuis plus de 13 ans, la revue "Collage Actualits" apporte un clairage technique dans le domaine du collage sur un sujet dactualit. INNOVALIS Aquitaine sinterroge aujourdhui sur lopportunit de poursuivre la publication de cette revue. C'est pourquoi, nous souhaitons associer nos lecteurs cette r flexion au travers d'un questionnaire de satisfaction que vous avez du recevoir il y a quelques jours, (sinon merci de le demander isabelle.garraud@innovalis-aquitaine.org). Nous vous remercions de votre intrt et de votre contribution la promotion de la technologie du collage. Le comit de rdaction de Collage Actualits

Application
06 Synthse dun adhsif pour coller et dcoller des brackets

Actualits
08 Congrs Mondial de lAdhsion.

N NO

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Collage Actualits Directeur de publication : Yves Barjhoux Secrtaire de publication : Pascale Canestro Comit de rdaction : Jos Alcorta, Richard Audry, Ccile Coust, Jrme Colombani, Christophe Derail, Nour-Eddine El Bounia, Isabelle Garraud, Didier Hivert, Philippe Maury, Christine Desriac, Eric Papon et Gilles Labat. INNOVALIS Aquitaine

V LIS A

Centre Condorcet - 162 avenue du Docteur Schweitzer 33600 PESSAC Tl. +33 (0)5 56 15 12 02 - Fax +33 (0)5 56 15 11 75 contact@innovalis-aquitaine.org Bureau Sud-Aquitaine Hlioparc - 2 avenue du Prsident Pierre Angot 64053 PAU Cedex 09 Tl. +33 (0)5 59 84 82 83 - Fax +33 (0)5 59 84 82 85 pascale.canestro@innovalis-aquitaine.org N 81/2010 Dcembre 2010 ISSN 1249 2884 Dpt lgal dcembre 2010

MINISTRE DE L'ENSEIGNEMENT SUPRIEUR ET DE LA RECHERCHE

DIRECCTE Aquitaine

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INNOVALIS Aquitaine est cofinance par lUnion Europenne. LEurope sengage en Aquitaine avec le Fonds europen de dveloppement rgional.

Focus
Les diffrentes colles chirurgicales

Coller les tissus biologiques, un dfi qui reste relever.

Lide dutiliser une colle en chirurgie pour faire adhrer deux tissus ou rapprocher les deux berges dune incision est un concept rcent. En effet, la premire mise sur le march dune colle chirurgicale a eu lieu en 1998 avec Tissucol (Baxter). Cette colle base de fibrine reprsente le premier modle pour une industrie qui a rapidement volu.
On compte aujourdhui 4 grandes catgories de colles chirurgicales : les colles de fibrines, les cyanoacrylates, les polythylnes glycols (PEG), et les aldhydes. Les diffrentes colles chirurgicales Les colles de fibrines : Les colles de fibrines sont des bicomposants de fibrinogne et de thrombine. Le mode d'action de la colle reproduit la dernire phase de la coagulation : le fibrinogne se transforme en fibrine insoluble sous l'action de la thrombine. La fibrine ainsi forme adhre physiquement et chimiquement aux tissus traits pour en aider la coagulation. Les deux principaux produits sont Tissucol (Baxter) et Quixil (Ethicon). Tissucol est la colle chirurgicale la plus utilise dans le monde.

Dautres agents pro-coagulants ont t dvelopps : gel hmostatique avec une forte concentration de thrombine et une matrice glatineuse compose de granules de collagne (Floseal, Baxter ; Surgiflo, Ethicon) ; mousse hmostatique contenant du fibrinogne et de la thrombine ensachs dans un patch de collagne (Tachosil, Nycomed) (Photo 1). Les cyanoacrylates : Ces colles sont principalement base de 2-octyl-cyanoacrylates. Ce sont des drivs de colles industrielles possdant une chane alkyle longue qui permet une dgradation moins rapide du produit et le rend plus flexible. Elles sont utilises en chirurgie pour leurs proprits de rticulation par leau mais aussi car ce sont les colles industrielles les moins toxiques pour les tissus biologiques. Ethicon (Jonhson and Jonhson) propose deux colles cyanoacrylate sous la forme dun stylo, Dermabond pour un usage cutan et Omnex pour un usage interne en chirurgie vasculaire (Photo 2). Les PEG et les aldhydes : Ces deux catgories de colles ont pour point commun dtre composes dun agent rticulant et de se lier par une liaison covalente aux protines des tissus biologiques. CoSeal (Cohesion Technologies Inc.) est compos de deux polythylnes glycols synthtiques, dune solution dilue de chlorure dhydrogne et dune solution de phosphate de sodium/carbonate de sodium. Ces composants sont fournis sous forme dun kit qui comprend un applicateur. Lors de ladministration, le mlange des deux polythylnes glycols et des deux solutions forme un hydrogel qui adhre aux tissus. La GRF (Cardial, Saint-Etienne), aussi appele la French glue , et Bioglue (Cryolife), utilisent des glatines connues pour leur affinit avec leau qui sont polymrises par un aldhyde. On les utilise dans le traitement chirurgical de la dissection aortique aigu de type A qui est une affection aigu gravissime Photo 2 : Dermabond et Omnex

Photo 1 : Tissucol et Tachosil

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Les diffrentes colles chirurgicales

quoi servent les colles en chirurgie ? Les colles chirurgicales ont une trs faible rsistance mcanique et sont donc peu utilises en tant quadhsif. Dermabond peut tre utilise dans le traitement de petites plaies cutanes (1 2 cm). Son efficacit est mdiocre en temps que suture (non ralisable, lchage prcoce) et est gure meilleure que celle dun Stristrip. On rserve son utilisation par dessus une suture cutane conventionnelle en tant que pansement tanche et humide (Photo 3). Ltanchit protge la plaie de la contamination bactrienne. Quant lhumidit, elle favorise la cicatrisation. Les colles chirurgicales sont principalement utilises pour aider obtenir une hmostase chirurgicale. Toutes les chirurgies sont confrontes des problmes de saignement, et plus Photo 3 : suture dune plaie de particulirement les chirurgies carclioscopie par Dermabond diaque et vasculaire en raison de lutilisation dune anticoagulation lhparine afin dviter tout problme de thrombose intra-vasculaire per-opratoire. En fin de chirurgie cardiaque et vasculaire, cette anticoagulation est rverse par la protamine qui agit plus ou moins rapidement, laissant la place des saignements souvent difficilement contrlables, avec dans certaines situations un saignement au moindre trou daiguille autour des sutures vasculaires. Il existe diffrents moyens de juguler un saignement : compression manuelle, suture en masse ou lective, lectrocoagulation, utilisation de topiques (Tabotamp). Ces mesures peuvent tre insuffisantes et ncessiter lutilisation dune colle. On distingue deux types de saignement o les colles chirurgicales ont leur place : un saignement diffus aprs, par exemple, une hpatectomie ou la rsection dune tumeur. Il est impossible de faire un point dans le tissu qui est trop fragile, et llectrocoagulation est inefficace. Les colles de fibrines et les mousses hmostatiques sont utilises dans cette indication (Photo 4). Photo 6 : arostase par Tachosil Comment une colle pourrait mieux aider le chirurgien ? Les colles chirurgicales sont des produits rcents et de nombreux progrs sont encore ncessaires. Elles rpondent la directive 93/42/CEE relative aux dispositifs mdicaux et sont conformes la norme ISO 10993 de biocompatibilit. Les colles chirurgicales sont essentiellement utilises pour raliser une hmostase chirurgicale. Leur efficacit dans ce but reste encore aujourdhui trs discutable. Elles sont pourtant largement utilises essentiellement car elles reprsentent souvent la dernire arme utilisable par le chirurgien pour surmonter un problme de saignement chirurgical. En pratique, ces colles ont de mauvaises proprits adhsives. Il est aujourdhui impossible de pouvoir coller deux tissus biologiques ensemble et de se passer de la suture chirurgicale conventionnelle par fil. Une colle chirurgicale qui permettrait de coller de manire assez rsistante plutt que deffectuer une suture avec fil apporterait dimportants avantages. La ralisation dune suture demande du temps, beaucoup dexprience (suture microchirurgicale dun nerf priphrique, dune artre coronaire). Elle est traumatisante pour les tissus, source de saignement, de ncrose tissulaire, voire

Photo 5 : tanchification dune anastomose vasculaire par une colle chirurgicale Les colles chirurgicales sont galement utilises en chirurgie thoracique pour obtenir une tanchit pulmonaire aprs la rsection dune partie de poumon. On parle darostase. La rsection pulmonaire se fait par agrafage. La ligne de suture est le lieu de fuites ariennes qui provoquent un pneumothorax qui complique les suites post-opratoires dans plus de 20 % des cas. La colle est utilise pour rendre la ligne de suture pulmonaire tanche. Les colles de fibrines, Tachosil, et Bioglue sont utilises dans cette indication (Photo 6).

photo 4 : hmostase dune tranche de section hpatique par Tissucol gauche et par Tachosil droite. une anastomose vasculaire quil faut rendre tanche. La colle est dpose comme un enduit pour servir de pansement occlusif autour dune suture dont les trous daiguille saignent. Les colles de fibrines, les gels hmostatiques, Omnex, et CoSeal sont utilises dans cette situation (Photo 5).
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Les diffrentes colles chirurgicales

dinfection. Ce problme a une importance particulire chez les personnes ges dont les tissus sont trs fragiles. Le fil de suture est un corps tranger qui est une source dinflammation des tissus suturs et qui peut galement tre la cause dune thrombose dans le cas de suture vasculaire. Une telle colle serait une innovation trs importante et aurait de trs nombreuses applications comme la fermeture atraumatique et rapide dune incision chirurgicale, dune plaie domestique, la ralisation plus simple, plus rapide, et non thrombogne dune anastomose vasculaire, lobtention dune hmostase efficace par la fermeture dun orifice de saignement par un patch coll, la diminution du sjour hospitalier dun patient aprs une rsection pulmonaire tanche, et la simplification de lacte chirurgical et des suites post-opratoires dans de nombreuses autres chirurgies comme la neurochirurgie, la chirurgie maxillo-faciale ou la chirurgie parodontique.

Contact : Dr Bertrand Perrin Service de Chirurgie Cardiaque, C.H.U de Grenoble, 38043 Grenoble. Service de Chirurgie Exprimentale, C.H.U.V., CH-1006 Lausanne. Laboratoire SIMAP, Universit de Grenoble, CNRS UMR 5266, 38400 Saint-Martin-dHres.

Sources : G. Schlag, H. Redl. Fibrin sealant in operative medecine. Springer-Verlag 1986. J. Quinn. Tissue adhesives in clinical medecine. BC Decker 2005.

Glossaire
Arostase : traitement des fuites dair en chirurgie thoracique. Lors dune rsection pulmonaire, la suture du moignon pulmonaire se fait laide dagrafes qui sont la source de lsions pulmonaires et donc de fuites dair. Anastomose vasculaire : connexion naturelle ( laide dune veine) ou artificielle (par une prothse vasculaire), entre deux vaisseaux ou deux parties de vaisseaux afin de rtablir la continuit artrielle quand la circulation sanguine principale est arrte par une stnose. Fermeture atraumatique dune plaie : fermeture dune plaie en respectant le plus possible les tissus. La suture chirurgicale au fil et laiguille lse les tissus. Berges dune incision : contours dune incision. Clioscopie : examen permettant de visualiser directement la cavit abdominale, pralablement perce puis distendue (gonfle) par un gaz (CO2), aprs la pntration d'une sonde optique. Dissection aortique aigu : affection gravissime de trs mauvais pronostic vital caractrise par une dchirure de la paroi interne de l'aorte provoquant un hmatome qui se dveloppe lintrieur de la paroi de l'aorte. Fibrinogne : protine du plasma sanguin qui se transforme en fibrine lors de la coagulation sanguine. Hmostase chirurgicale : ensemble des processus chirurgicaux (compression, ligature, lectrocoagulation) permettant l'arrt d'un saignement. Hpatectomie : ablation d'une partie du foie. Protamine : antidote de lhparine utilis la fin dune intervention de chirurgie cardiaque ou vasculaire afin de retrouver une coagulation normale. Rsection dune tumeur : ablation chirurgicale dune tumeur. Thrombine : protine du plasma sanguin qui catalyse la transformation du fibrinogne en fibrine lors de la coagulation sanguine. Thrombogne : qui provoque une thrombose (formation d'un caillot de sang). Topique : mdicament quon applique sur la partie malade.
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Synthse dun adhsif pour coller et dcoller des brackets

Faire et dfaire sans casser ACTEON russit la synthse dun matriau adhsif rversible.
Le collage et le scellement sont la base de nombreuses techniques opratoires en dentisterie. Cest notamment le cas en prothse, lorsquil sagit de fixer des couronnes ou des bridges. Cest aussi le cas en orthodontie pour mettre momentanment en place des lments de contention tels que des brackets. Il est par ailleurs souvent ncessaire en odontologie de dfaire ou de refaire
Jusqu maintenant, de tels allerretours pouvaient tre prjudiciables au respect des structures anatomiques ou prothtiques. De nouvelles perspectives souvrent aujourdhui, grce aux collaborations troites que le groupe ACTEON, spcialiste de lquipement dentaire (SATELEC et le laboratoire Pierre Rolland), entretient avec des quipes de recherche universitaires et grce certains chercheurs qui travaillent au sein mme de ces laboratoires. ACTEON a russi la synthse de nouvelles molcules photoclivables ouvrant la voie la fabrication de Lampe ACTEON rsines rversibles qui perdent leurs pour la photopolymrisation proprits adhsives la demande. des composites dentaires Des lments prothtiques colls avec cette rsine peuvent tre dsolidariss par une longueur donde approprie diffrente de celle utilise pour la polymrisation. Ces nouvelles proprits naltrent pas les forces dadhsion du produit, qui sont comparables aux produits conventionnels. La formule et la synthse de ces molcules font lobjet de brevets internationaux et les rsultats des recherches actuelles laissent penser que cette dcouverte sera une innovation de premier plan dans le domaine de la dentisterie opratoire. En effet, il existe de nombreuses applications dans toutes les spcialits de lodontologie et, plus particulirement, en orthodontie o lenlvement des brackets altre souvent dfinitivement lintgrit de la surface amlaire. Une seconde voie ouverte par ce procd permet aussi denvisager des amliorations significatives dans le domaine de la rtraction des composites dentaires.
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Principe et fonctionnement Ces recherches ont t axes sur la conception de nouveaux composites aux proprits innovantes. Actuellement, les composites dentaires sont utiliss pour des applications trs larges en dentisterie, pour la restauration ou le collage de pices rapportes des tissus dentaires. Un cas particulier est le collage de brackets sur lmail dentaire pour la pose dappareils de correction orthodontique. Ces composites sont des formulations photopolymrisables comportant un mlange de monomres et prpolymres mthacryliques et ventuellement un mlange de charges de verres ainsi quun systme de photoamorage qui permet, sous une irradiation actinique (irradiation engendrant une raction chimique) de longueur donde 1, de photopolymriser la rsine liquide ou pteuse et dassurer son durcissement rapide par une raction de polymrisation radicalaire. Un inconvnient majeur de tous les systmes adhsifs employs dans le collage orthodontique est laltration parfois irrversible de lmail lors de la dpose mcanique des brackets aprs correction orthodontique. Il a donc fallu chercher de nouvelles formulations de composites dentaires capables, dune part, dtre classiquement photopolymrises une longueur donde 1 (longueur donde du visible) et, dautre part, de voir leurs proprits mcaniques sensiblement photodgrades sous irradiation une longueur donde 2, avec 2 1 de manire photoassister la dpose indolore et sans dommage des brackets (2 longueur donde dans lUV, prfrentiellement le proche UV). Pour parvenir ces proprits, cest--dire disposer, de manire plus gnrale, dune rsine liquide qui soit photopolymrisable (ou photorticulable) lorsquon la soumet une irradiation de longueur donde 1, et photodgradable (photodrticulable) lorsquon soumet le matriau rticul, obtenu aprs photodurcissement de la rsine, une seconde irradiation 2, de nouveaux monomres, capables dassurer ces deux fonctions, ont t conus. Ces nouveaux monomres sont fonds sur une structure chimique o une unit photoclivable, la longueur donde 2, est assemble

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Synthse dun adhsif pour coller et dcoller des brackets

au moins 2 units polymrisables (essentiellement de type mthacrylate) disposes de part et dautre du site de clivage. Ces units photoclivables vont tre incluses dans les chanes principales du rseau polymre tridimensionnel form lors de la photorticulation (1) de la rsine et devront promouvoir, sous irradiation 2 1, la dgradation de la cohsion du matriau. Les applications potentielles concernent des aspects trs nombreux dans le domaine des polymres de surface photorticuls et permettent denvisager de nombreux dveloppements. Dans un premier temps, il a t ncessaire de rechercher quelles units photosensibles seraient de bons candidats pour rsoudre cette problmatique ambitieuse. Les units photosensibles slectionnes doivent donc tre caractrises par une forte photosensibilit, cest--dire des cintiques de photolyse leves, mais galement prsenter un maximum de photosensibilit dans lUV proche et tre compatibles avec une synthse, en un nombre dtapes limit, de monomres rpondant nos critres structuraux. Deux principaux types dunits photoclivables ont t retenus : aryltriazniques (structure 1) 2-nitrobenzyliques (structure 2)

Lapproche monomre photopolymrisable/photodgradable a t envisage. Cette approche a conduit la synthse de composs rpondant aux caractres structuraux dfinis et dont la taille les classe parmi les composs de type monomre. A partir dunits aryltriazniques, des monomres di- ou trimthacrylates ont t synthtiss et les fonctions mthacrylates directement rattaches la structure chimique de lunit photosensible aryltriaznique ou rattaches cette unit via un espaceur de type urthane aliphatique. Dveloppement industriel et commercial. Ces travaux offrent ACTEON des dbouchs importants dans le domaine de la dentisterie mais compte tenu de lefficacit et de la rapidit du photo-clivage obtenu, des applications sont envisages dans dautres domaines tels que le mdical, la cosmtologie et dune manire gnrale dans tous les domaines dapplications industrielles o le dcollage non destructif est requis ACTEON envisage dans cet esprit des collaborations et cessions de licences avec dautres industriels travaillant sur ces technologies

Structure 1

Structure 2

Contact : Francis DIERAS, Directeur R&D ACTEON 17, av. G Eiffel ZI du Phare 33 700 Mrignac Tl. 05 56 34 91 33 E-mail : francis.dieras@acteongroup.com www.acteongroup.com

Dans le premier cas, la photorupture dune chane incluant une unit aryltriaznique est associe la libration dune molcule dazote et la libration de 2 fragments. Dans le second cas, la photorupture est lie au rarrangement photoinduit du groupe nitro en nitroso aprs arrachement dun proton benzylique et oxydation conscutive du site benzylique en carbonyle avec libration de 2 espces molculaires.

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Retour sur le Congrs Mondial de lAdhsion WCARP4

(Arcachon 26/30 Septembre 2 010)

300 personnes, reprsentant 23 pays, se sont runies la dernire semaine de septembre, au Palais des Congrs dArcachon, pour participer la 4e dition du Congrs Mondial sur lAdhsion WCARP4. Ce chiffre est tout fait remarquable dans un contexte conomique peu favorable et avec la tenue, sur des thmes identiques, de plusieurs autres congrs en juillet et en aot de cette mme anne 2010. Outre la satisfaction comptable, ce congrs a rempli tous ses objectifs en termes de qualit scientifique. Tout dabord, les 25 confrenciers invits, qui ont prsent leurs travaux les plus rcents en sance plnire, ont illustr au mieux la pluralit de la science de ladhsion et ont confort les choix du comit scientifique. Quelques mots cls qui illustrent cette pluralit : collage de matriaux composites, adhsion cellulaire, mcanique de la fracture, mcanismes dadhsion dans des systmes vivants (gecko, mollusques), etc 200 communications ont galement t donnes sous la forme de confrences orales, rparties en 4 sessions parallles et 2 sessions poster. On doit souligner les efforts faits par chacun, notamment les jeunes chercheurs, pour prsenter au mieux leurs travaux scientifiques. Tous les sujets ont t abords, traitant de la chimie la mcanique, des surfaces aux nano-matriaux, des aspects trs fondamentaux aux approches plus technologiques. Les participants ont tous apprci le dcoupage original des journes, soit rassembls dans lamphithtre pour couter les plniers, soit distribus dans les sessions parallles. Finalement, cette 4e dition de WCARP4 confirme son intrt en runissant pendant 5 jours des chercheurs du monde entier pour changer sur une problmatique pluridisciplinaire (related phenomena) dans un esprit de convivialit. LInternational Organizing Committee, qui regroupe tous les reprsentants des socits savantes au niveau mondial a choisi le Japon comme prochain pays organisateur, choix motiv par le fait que nos collgues japonais fteront le cinquantime anniversaire de la cration de la socit japonaise dadhsion. Cette prochaine confrence sera sans aucun doute un vnement de tout premier plan pour la communaut mondiale. Le bilan est donc trs positif : une confrence de trs haut niveau scientifique dans un bel esprit de convivialit, une confirmation de la cohsion des partenaires europens, la dsignation du Japon comme pays hte de WCARP 5 et la dcouverte dun nouvel adhsif, capable de cimenter les rapports humains, dont la composition nest autre que du vin et des hutres. Longue vie ladhsion et aux phnomnes associs ! Eric Papon Chairman WCARP4

La Socit Franaise de lAdhsion (une section de la Socit Franaise du Vide) organise les 16mes Journes dEtude sur lAdhsion (Jadh11), du 18 au 23 Septembre 2011, Trgastel (Rgion Bretagne). Ces journes sorganisent autour de 2 jours de formation abordant les notions lmentaires de ladhsion et deux jours et demi de colloque qui permettent de faire le point sur les avances de la recherche. Le programme et les dates importantes retenir seront bientt disponibles sur : http://www.vide.org/. Contact : Christophe DERAIL, Prsident de la SFA, christophe.derail@univ-pau.fr

Des vidos su r la formulati on d'adhsifs d'prouvettes hotmelt, la fa de ces adhsif brication s en vue de le la prsentatio ur caractrisat n de quelques ion en pelage, moyens d'ess et le tmoign ais (tack, ner age d'un indu gie de surfac striel qui form disponibles su e) ule ce type d r le site Intern 'adhsif sont et d'INNOV ALIS Aquitai ne.