Volume 45 Number 3
The soluble to the insoluble era: the evolution of hydrocolloid skin barriers through super-absorbent polymers
Adrian P Defante
Keywords classification, ostomy product, hydrocolloid skin barrier, super absorbent polymer
For referencing Defante AP. The soluble to the insoluble era: the evolution of hydrocolloid skin barriers through super-absorbent polymers. WCET® Journal. 2025;45(3)28-36.
DOI 10.33235/wcet.45.3.28-36
Abstract
There are many hydrocolloid skin barriers (HSBs) available to ostomy patients, making it difficult to determine the differences among ostomy products and offerings. The materials that are used to formulate the HSB is one perspective to classify different HSB types. Here, I classify HSBs, (traditional, infused, insoluble), based on their materials. Specifically, I focus on the use of the super absorbent polymer (SAP) in the HSB, by measuring fluid management and durability properties. This was conducted by comparing three different HSB products from two different companies. The results show the differences in performance for two different types of SAP, soluble and insoluble (iSAP). I further show how formulating with an iSAP can be optimised with an additional property, such as pH balancing, to create an HSB formulation defined as an iSAP+.
Abbreviations
CMC – carboxymethylcellulose
FAC – fluid absorption capacity
GATS – gravimetric absorption testing
HSB – hydrocolloid skin barrier
iSAP – insoluble super absorbent polymer
iSAP+ – an HSB formulation comprised of an insoluble, super-absorbing polymer with pH buffering
KOH – potassium hydroxide
MARSI – peristomal medical adhesive-related skin injury
PMASD – peristomal moisture-associated skin damage
PSC – peristomal‑skin complications
SAP – super absorbent polymer
TEWL – transepidermal water loss
Introduction
Living with a stoma presents numerous challenges, and maintaining healthy peristomal skin is among the most critical. Peristomal‑skin complications (PSCs) contribute substantially to discomfort, appliance leakage, and diminished quality of life. Reported PSC incidence ranges from 36% to 73%1 and a 13‑country survey of 4227 people with stomas found that 73% experienced a PSC within six months.2 These data underscore the need for proactive preventive care, timely stoma care nursing support and evidence-based selection of skin barriers.
Two mechanisms drive most PSCs: Peristomal Medical Adhesive-Related Skin Injury (MARSI) and Peristomal Moisture-Associated Skin Damage (PMASD).3,4
MARSI occurs when the adhesive bonds of ostomy products adhere more strongly to the skin than the cohesion of skin cells to one another.3 This can lead to skin stripping, blisters and tears. Repeated removal of skin barriers may strip away microscopic layers of skin, disrupting the stratum corneum and leaving it vulnerable to further damage.
PMASD develops when moisture, whether from perspiration, transepidermal water loss (TEWL), or stoma output (faecal or urinary) comes into contact with the skin.4 The outermost layer of the epidermis, the stratum corneum, maintains an acidic pH of around four, forming an acid mantle that protects skin integrity and defends against bacteria and irritants. However, stoma output is alkaline (pH ~8) and contains digestive enzymes that disrupt this acid mantle, raise skin pH, and damage the epidermis, ultimately leading to PSCs.5
Central to contemporary ostomy care is the evolution of hydrocolloid skin barriers (HSBs) designed to protect and preserve skin integrity. HSBs are formulated for their fluid management and adhesive properties by incorporating hydrocolloids, including, most recently, super-absorbent polymers (SAPs). SAPs are capable of absorbing and retaining significant amounts of fluid. These materials offer enhanced protection against moisture-induced skin damage. By effectively managing excessive moisture and promoting optimal skin hydration, SAP-integrated hydrocolloid barriers promise improved clinical outcomes, reduced incidence of PSCs and enhanced overall patient experience.
The performance of these absorbent materials plays a vital role in managing peristomal skin health. SAPs have been a foundational material used in the formulation of skin hydrocolloid.6,7 These polymers are capable of absorbing large amounts of fluid, 30X to 1000X, relative to their weight. SAPs broadly have the ability to absorb fluid, but there are differences in fluid absorption rate, capacity, and solubility due to SAP type. Taking advantage of these material differences has led to the development of distinct types and generations of HSBs. This paper categorises HSBs according to SAP type origin, capacity and solubility and systematically compares their fluid management, durability and skin health properties. By linking polymer science to clinical performance, we aim to inform evidence-based barrier selection and promote ongoing innovation in ostomy technology.
Materials in hydrocolloid skin barriers
The beginnings of materials solutions for ostomy care
George Deppy, Queen Caroline of Brandenburg-Ansbach, and Margaret White are among the earliest documented individuals to live with a stoma.8 In the absence of specialised products, options for managing stomal output were extremely limited. From the 1700s to the 1940s, people often relied on improvised waste collection devices, such as washcloths, metal containers, bags, or sponges, secured with elastic bands.9-11
One of the first polymeric materials used for skin adherence in ostomy care was gum karaya—a naturally occurring polymer derived from the sap of the Sterculia urens tree. Originally used in denture fixatives, gum karaya was introduced to ostomy care in 1952 by Dr Rupert Turnbull, often regarded as the father of enterostomal therapy.12-14 Turnbull recognised its absorbent properties as beneficial for managing stomal output. However, karaya’s weak skin adhesion required it to be combined with other polymeric materials (CMC), Poly (methyl vinyl ether-co-maleic anhydride), polyisobutylene) to be effective.12
The growing availability of synthetic polymers, driven by mass production in the mid-20th century, enabled the development of more advanced and reliable materials. This innovation marked a turning point in the development of HSBs, explicitly engineered to meet the specific needs of individuals living with a stoma. Some early examples of HSB formulations using synthetic polymers, such as Stomahesive™, appeared in the 1970s.15,16
Figure 1 shows the evolution of ostomy technology. Solutions to manage life with a stoma consisted of do-it-yourself remedies, using available materials not intended for ostomy care. Today, the design of ostomy care technology mostly consists of an HSB and a waste collection system. The application of polymers has fundamentally changed the development of ostomy care technology, enabling scientists and engineers to design materials with intentional functions.
Figure 1. The progression of ostomy care technologies.
Polymers in barrier formulation
The two primary attributes of ostomy barrier performance are adhesion to the skin to support a waste collection system and the management of bodily fluids, specifically absorption. To achieve this performance, HSBs are composed of a mixture of hydrophobic and hydrophilic polymers. Hydrophobic polymers are polymers that have poor affinity for water. They mainly provide adhesion to the skin and durability during wear. Polyisobutylene, styrene block copolymer derivatives, and rubbery polymers are examples of hydrophobic polymers used in the formulation of HSBs.7,17 Hydrophilic polymers are polymers that have a high affinity for water. They give the HSB the ability to absorb stomal output and manage skin moisture. Most polymers used are derived from natural sources, such as tree sap, wood pulp, or fruit peels. Karaya gum, CMC) and pectin are more specific examples of hydrophilic polymers used in HSBs.6,7,17
Super-absorbent polymers
The hydrophilic polymers used in HSBs can also be called super-absorbent polymers (SAPs). SAPs can be categorised by origin, fluid capacity, or solubility. Figure 2 demonstrates the material properties of two SAPs: CMC and sodium polyacrylate, showing they can absorb large amounts of fluid relative to their weight. SAPs in ostomy care can be sourced from natural sources mentioned previously or produced synthetically. Sodium polyacrylate, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, and ethylene maleic anhydride are examples of synthetic SAPs.18
Figure 2. Fluid absorption capacity measurements showing the uptake behavior of a) Two fluids and b) The summary of fluid capacity for two different polymers.
The two fluids used for testing water and 0.9% saline represent the range of ionic strength or salinity that might be found in stoma effluent.19 CMC absorbs large amounts of water and the type of fluid does not influence its absorption capacity. Sodium polyacrylate absorbs more water compared to saline. This is because the ions in saline can disrupt their ability to bond with water molecules, diminishing their absorption capacity. CMC, therefore, has a lower fluid absorption capacity and range compared to sodium polyacrylate. SAPs can also be categorised by solubility. From these results, SAPs can be characterised by their fluid absorption capacity and versatility.
SAPs can be categorised by their solubility. Solubility is the ability of a polymer to dissolve in a fluid. Soluble SAPs can dissolve, whereas insoluble SAPs (iSAPs) do not. This is due to the chemical crosslinks of iSAPs, which prevent dissolution. Figure 3 shows the visual difference between soluble and insoluble SAPs when dispersed in fluid. The turbidness [e.g. cloudiness or milkiness] of sodium polyacrylate indicates it is an iSAP.
Figure 3. a) Dry and wet form of super absorbing polymers b) Visual representation of dissolution behavior between a soluble and insoluble super absortbing polymer.
In contrast, the clarity of the CMC placed in a fluid indicates that this polymer dissolves in the fluid. Differences in how much fluid these materials absorb and whether they dissolve (solubility) reveal the differences in the performance of super-absorbing polymers. Different types of hydrocolloid skin barriers are formulated based on variations in these material properties, such as absorption capacity and solubility.
Materials and methods
Materials: Three different brands of HSBs were tested: Nova™ and TRE™ (manufactured by Dansac A/S) and SenSura Mio™ (manufactured by Coloplast A/S). To account for performance and manufacturing variability, three production lots of each brand were tested.
The study selected HSBs differentiated by SAP type to compare within a single brand and between two different brands. This allowed for comparison of the same materials, same brand and comparison of same materials for two different brands. This allowed for comparison of two different materials, different brands.
Methods
Gravimetric Absorption Testing (GATS): 50mg of polymer powder was placed on a glass frit. Fluid was passed through the frit from a reservoir connected to a balance. As absorption occurred, changes in the weight of the fluid source were monitored over time to assess the absorption rate.
Surface absorption rate and surface dryness: To measure the rate of fluid absorption, a 100µL droplet of fluid was applied to the adhesive side of a 20mm diameter test disc (the side designed to contact the skin). The barrier’s backing film faced downward on a level surface. The droplet was intentionally larger than the surface area of the disc.
Barriers were weighed with their release liners before fluid application. The release liners were also weighed after removal. Tests were conducted under controlled conditions (temperature: 21–25°C; relative humidity: 30–50%).
An image of the droplet was captured every five minutes for 60 minutes using a JAI Go-5100C camera with a FUJINON HF12.5SA-1 lens. After 60 minutes, Whatman 1 filter paper was placed over the disc to absorb any fluid remaining on the surface of the barrier. A 100-gram weight was placed on top of the filter paper for 60 seconds to ensure consistent pressure was applied.
The droplet height was measured using ImageJ software. The fluid absorption rate was calculated as the percentage change in droplet size over time.
The volume of fluid absorbed into the barrier was calculated as the differential change in the test sample: mabsorbed – mdry – mrelease.
The volume of fluid remaining on the surface was calculated by the differential change in the weight of the filter paper: mabsorbed – mdry.
Fluid Absorption Capacity: Fluid absorption capacity was measured in accordance with ISO 12505-1:2014. In brief, a disc of the test material was weighed before and after exposure to a fluid reservoir. Samples were placed in an environmental chamber set at 37°C for 24 hours to simulate body temperature conditions. After incubation, samples were drained of excess fluid for 15 minutes before their final weight was recorded. The difference in weight before and after exposure represented the material’s fluid absorption capacity.
Swelling ratio: The swelling ratio was determined by measuring the change in the barrier’s height before and after 24 hours of fluid exposure (absorption testing).
Erosion Rate: Erosion rate (mg/hr) was calculated by measuring the rate of weight change of each sample before and after 24 hours of exposure to falling fluid droplets, delivered at a rate of 3.1mL/min. Droplet size was controlled using 22GA blunt-tip nozzles, with flow regulated by constant gravity-driven hydrostatic pressure. The test area had a diameter of 13mm, and barrier thickness varied by manufacturer. All samples were conditioned in a desiccator for a minimum of two hours prior to testing.
pH Titration: A Mettler Toledo T50 titrator with a DGi115-SC electrode was used to measure the acid value. Each 25mm diameter barrier sample was placed in 50mL of 0.9% saline in a beaker. The sample’s initial weight was recorded and entered into the instrument. After equilibrating at 37°C for 24 hours, the solution was titrated with 0.1N potassium hydroxide (KOH) to reach a neutral pH of seven. The titrator recorded the volume of KOH consumed, the acid value (mg KOH/g sample), and the starting pH.
Data Analysis: Data were summarised using standard descriptive statistics for continuous variables (such as means and standard deviations). All graphical error bars represent ±1 standard deviation from the mean. Temporal patterns were evaluated using both linear and sublinear trend analyses, with the latter modeled as a square root function of time, to assess changes over time.
Results and discussion
The core function of a hydrocolloid skin barrier (HSB) is to provide skin adherence and manage fluids. This study specifically focused on fluid management facilitated by the SAPS within the barrier. We did not assess adhesion performance, as hydrophobic polymers primarily impact this aspect. This paper compares fluid management, durability and the potential to support advanced skin health functionality across three hydrocolloid skin adhesives formulated with two different types of SAPs.
Fluid management
Fluid management consists of the ability of an HSB to remove fluid from an interface, such as the skin, and the amount of fluid it can hold.
Figure 4 shows the absorption rate of a fluid droplet on a hydrocolloid barrier over 60 minutes, simulating fluid removal from the skin surface. The absorption patterns differ noticeably between water and saline. To evaluate the rate of absorption, we applied a linear model, with steeper negative slopes indicating faster uptake. To assess the water absorption rate of the TRE barriers, we used a Fickian diffusion model. These results demonstrated that TRE had the highest absorption rate among all tested HSBs and fluids.
Figure 4. a) The absorption behavior of fluid droplets on three different hydrocolloid skin barriers at time 0 minutes and 60 minutes. b) and c) % change of droplet height over time with a summary of the absorption rates. All hydrocolloid skin barriers follow a linear behavior, except for TRE.
Across all three hydrocolloid barriers, water was absorbed more rapidly than saline. This difference can be attributed to saline’s ionic strength, which limits water bonding to the SAP, thereby slowing absorption.20 Among the HSBs, Sensura Mio and Nova exhibited similar rates for both saline and water, whereas the TRE barrier showed a markedly faster uptake of water than saline. This difference suggests that the TRE barrier offers greater versatility in handling fluids of varying ionic strengths, such as those commonly excreted from a stoma, enhancing its ability to remove moisture efficiently from the skin surface.
Figure 5 shows the amount of residual fluid remaining on the surface after 60 minutes of absorption into the hydrocolloid barrier. This complements the absorption rate data presented in Figure 4, as faster fluid uptake is expected to result in less fluid remaining at the skin–barrier interface. Figure 5b confirms that fluid volume was conserved across all tested systems.
Figure 5. a) Dry touch measurements characterising the amount of fluid residing on the surface after 60 minutes. b) Mass balance of unabsorbed and absorbed fluid.
For water, we observed that the TRE barrier absorbs the most, leaving the least residual surface fluid. Nova and Sensura Mio show progressively lower water uptake. For saline, the Nova barrier leaves less fluid on the surface than both the TRE and Sensura Mio barriers. Notably, after 60 minutes, the Sensura Mio barrier absorbs the least amount of both fluids. The dry-to-touch results for the TRE barrier suggest that this HSB effectively removes a broader range of fluids with varying ionic strengths from the skin-barrier interface.
Figure 6 shows the amount of fluid each hydrocolloid barrier absorbed after 24 hours. This test focused on the capacity of fluid absorbed into the barrier when exposed to a saturated fluid environment. Sensura Mio absorbed similar amounts of water and saline, indicating fluid-independent performance. In contrast, both the Nova and TRE barriers show fluid-dependent absorption. Nova absorbed approximately 20% more saline than water, while the TRE barrier absorbed approximately 240% more water than saline. Both Nova and TRE barriers absorbed marginally more saline than the Sensura Mio, but the TRE barrier demonstrated the highest overall water absorption across the tested HSBs.
Figure 6c presents the swelling ratio of each barrier. A swollen barrier provides a physical cue that fluid is being absorbed and retained in the barrier. Sensura Mio and Nova showed similar swelling behaviour in both fluids, aligning with their consistent absorption profiles. The TRE barrier, however, swelled significantly more in both water and saline, reflecting its higher absorption. This pronounced swelling may offer a clearer visual or tactile signal to the end user that the barrier is actively absorbing and managing fluid at the skin surface.
Figure 6 Data for fluid property measurements a) Fluid absorption capacity b) Swelling ratio and c) Relationship between fluid absorption capacity and swelling ratio.
Erosion resistance serves as a quantitative measure of barrier durability and is indicative of wet integrity. The following results highlight how the incorporation of SAPs influences the structural resilience of hydrocolloid barriers under simulated use conditions.
Durability
Figure 7 presents erosion resistance results for each hydrocolloid barrier after 24 hours of exposure. It measures barrier integrity when simultaneously absorbing fluid and undergoing mechanical stress due to the impact of fluid droplets.
While this test simulates a more extreme scenario than typical clinical use, it serves as a proxy for the physical stress that barriers experience during patient movement, particularly when saturated with fluid. Erosion rates are reported in milligrams per hour (mg/h).
Among the barriers tested, the Nova barrier exhibited the highest erosion rates in both water and saline exposure, indicating the lowest resistance to degradation over time. In contrast, TRE and Sensura Mio demonstrated lower erosion rates in water, with similar values for both materials when tested in saline.
The erosion resistance of a hydrocolloid barrier is influenced by its formulation, particularly the balance of water-soluble and water-insoluble components. Water-soluble materials tend to dissolve upon exposure to fluid, thereby reducing barrier integrity. In contrast, insoluble materials, such as hydrophobic polymers, contribute to wet strength by maintaining structural cohesion. A low erosion rate is typically associated with a high proportion of insoluble materials.
The TRE barrier is formulated with an insoluble SAP (iSAP). This unique polymer is capable of absorbing fluid while maintaining integrity. As observed in the previous test methods, the iSAP enables TRE to achieve a balance between high fluid absorption and low erosion—properties that are often mutually exclusive in conventional hydrocolloid barrier systems.
Notably, the erosion rate of the TRE barrier appears elevated in water compared to saline and relative to Sensura Mio. This is due to the high swelling ratio of the TRE barrier in water, which can cause the material to expand and spill into adjacent wells during testing (Figure 7b). While this may affect the precision of the erosion measurement, the test samples remained structurally intact upon removal, suggesting that the TRE barrier retains functional durability under saturated conditions.
Figure 7. a) Erosion rate for three different HSBs, b) Swollen TRE hydrocolloid aggregating into other test sample spaces compared to minimally swollen Nova.
Skin health
The following results demonstrate that an iSAP can be effectively formulated into a hydrocolloid barrier that supports skin health while maintaining fluid management performance and structural durability.
Figure 8 illustrates the acid value, a measure of the hydrocolloid barrier’s buffering capacity. This parameter reflects the ability of the hydrocolloid to help maintain the skin’s acid mantle when exposed to alkaline (caustic) or enzyme-rich stoma effluent.21 Maintaining a slightly acidic pH at the skin surface is critical to preserving skin integrity.
In the visual assessment shown in Figure 8a, each HSB was exposed to a pH-sensitive indicator for 30 minutes. The indicator solution initially appears blue, reflecting an alkaline environment. Over time, the fluid colour shifted to yellow, indicating a more acidic environment. Among the tested barriers, the TRE hydrocolloid produced the most rapid and intense colour change, suggesting a strong buffering response.
To quantify this observation, titration was used to calculate the acid value for each product. Consistent with the visual assessment, Sensura Mio and Nova showed minimal buffering capacity. At the same time, the TRE barrier demonstrated a significantly stronger response, with acid values 4–5 times greater than those of the other barriers.
These findings support that an iSAP can be optimised within a hydrocolloid skin barrier to enhance buffering capacity and promote skin health without compromising fluid absorption or erosion resistance.
Figure 8. a) Visual comparison and b) Quantitative measurements demonstrating pH buffering capacity.
Impact of super absorbing polymer technology on hydrocolloid skin barrier development
Figure 9 highlights the evolution of hydrocolloid skin barrier technology, tracing the development of fluid management performance from early karaya-based materials to the integration of modern SAPs. Traditional HSBs were primarily designed to absorb moisture and protect the peristomal skin from effluent, forming the foundational function that defines all subsequent HSB development. Contemporary products such as Sensura Mio, Nova, and TRE barriers exemplify this baseline requirement for fluid handling.
Figure 9. Evolution of the application of SAP technology segmented by super-absorbing polymer type and hydrocolloid skin formulation.
Building on this framework, newer-generation HSBs have introduced enhancements by combining SAPs with ingredients that support skin health. Further differentiation arises from the specific type of SAP used. For example, the iSAP incorporated into the TRE barrier offers broader versatility in fluid management, enabling faster dry-to-touch performance and effective absorption across a range of fluid ionic strengths—capabilities not as prominently observed in Sensura Mio or Nova barriers. Notably, these advantages emerge despite all three products demonstrating comparable total fluid absorption capacity.
An iSAP also contributes to mechanical durability through the polymer crosslinking process. However, durability can also be influenced by the overall formulation, as evidenced by the superior erosion resistance of the Sensura Mio barrier compared to Nova, despite both using conventional SAPs.
Finally, the TRE barrier formulation demonstrates how iSAP-based fluid handling can be integrated with additional functional benefits, such as pH-buffering technology, to support skin health—an HSB formulation comprised of an insoluble, super-absorbing polymer with pH buffering (iSAP+). This added feature distinguishes the TRE barrier from the other barriers tested, marking a significant step forward in the multi-functional design of modern hydrocolloid skin barriers.
Conclusions
Super-absorbent polymers (SAPs) have played a foundational role in the development of hydrocolloid skin barriers (HSBs) since their introduction in the 1960s. This study highlights how different types of SAPs influence key fluid management characteristics, including dry-to-touch performance, absorption capacity, and swelling behaviour.
Both Sensura Mio and Nova incorporate conventional SAPs, which deliver varying levels of fluid absorption and mechanical durability. In contrast, the TRE barrier formulation incorporates an insoluble super-absorbent polymer with pH buffering (iSAP+), specifically sodium polyacrylate, to create a next-generation HSB that offers versatile fluid management, enhanced durability and skin health support.
The TRE barrier represents an evolution in HSB design, distinguished by its iSAP+ based formulation. Continued advancements in material science, through both polymer innovation and formulation optimisation, will shape the future of ostomy technology, with the potential to improve patient comfort, skin protection and confidence-in-wear performance.
Acknowledgements
The author would like to thank Brian Hinsberger, McKenzie Jones and Michael Coen for data collection. Adam Airhart, Nada Ardeleanu, Joel Shutt and Dian Yuan are also acknowledged for reviewing the manuscript.
Conflict of interest
The author is senior lead scientist for breakthrough innovation at Hollister Inc. Dansac, manufacturer of TRE™, is a brand of Hollister Inc.
Funding
The author is a salaried employee of Hollister Inc.
De l’ère des polymères solubles à l’insoluble : l’évolution des protecteurs cutanés hydrocolloïdes grâce aux polymères super-absorbants
Adrian P Defante
DOI: 10.33235/wcet.45.3.28-36
Résumé
Il existe de nombreux protecteurs cutanés hydrocolloïdes (HSB) disponibles pour les patients stomisés, ce qui rend difficile la distinction entre les produits et les gammes de stomathérapie. Les matériaux utilisés pour formuler les HSB constituent un moyen de les classifier. Ici, je classe les HSB (traditionnels, imprégnés, insolubles) selon leurs matériaux. Plus précisément, je me concentre sur l’utilisation de polymères super-absorbants (SAP) dans les HSB, en mesurant leur capacité à gérer les fluides et leur durabilité. Cela a été réalisé en comparant trois produits HSB différents provenant de deux entreprises distinctes. Les résultats montrent les différences de performance entre deux types de SAP : les solubles et les insolubles (iSAP). Je démontre également comment la formulation avec un iSAP peut être optimisée en y ajoutant une propriété supplémentaire, comme l’équilibrage du pH, pour créer une formulation de HSB définie comme iSAP+.
Abréviations
CMC – carboxyméthylcellulose
FAC – capacité d’absorption des fluides
GATS – test gravimétrique d’absorption
HSB – barrière cutanée hydrocolloïde
iSAP – polymère super-absorbant insoluble
iSAP+ – une formulation de HSB composée d’un polymère, super-absorbant insoluble avec tamponnement du pH
KOH – hydroxyde de potassium
MARSI – lésion cutanée péristomiale liée à l’adhésif médical
PMASD – lésion cutanée péristomiale liée à l’humidité
PSC – complications cutanées péristomiales
SAP – polymère super-absorbant
TEWL – perte en eau transépidermique
Introduction
Vivre avec une stomie présente de nombreux défis, et le maintien d'une peau péristomiale saine est l'un des plus cruciaux. Les complications cutanées péristomiales (PSC) contribuent de manière significative à l'inconfort, aux fuites de l’appareillage et à la dégradation de la qualité de vie. L’incidence rapportée des PSC varie de 36 % à 73 %¹, et une enquête menée dans 13 pays auprès de 4227 personnes stomisées a révélé que 73 % d’entre elles avaient présenté une PSC dans les six mois.² Ces données soulignent la nécessité de soins préventifs proactifs, d’un accompagnement infirmier stomique en temps opportun, et d’un choix fondé sur des données probantes en matière de barrières cutanées.
Deux mécanismes sont à l’origine de la plupart des PSC : les lésions cutanées péristomiales liées aux adhésifs médicaux (MARSI) et les lésions cutanées péristomiales liées à l’humidité (PMASD).³,⁴
Les MARSI surviennent lorsque les adhésifs des dispositifs de stomie adhèrent plus fortement à la peau que la cohésion des cellules cutanées entre elles.³ Cela peut entraîner une déchirure cutanée, des cloques et des fissures. Le retrait répété des barrières cutanées peut éliminer les couches microscopiques de la peau, altérer la couche cornée et la rendre vulnérable à des lésions supplémentaires.
Les PMASD se développent lorsque l’humidité, qu’elle provienne de la transpiration, de la perte en eau transépidermique (TEWL) ou des effluents stomiaux (fécaux ou urinaires), entre en contact avec la peau.⁴ La couche la plus externe de l’épiderme, la couche cornée, maintient un pH acide d’environ 4, formant un manteau acide qui protège l’intégrité de la peau et la défend contre les bactéries et les irritants. Cependant, les effluents stomiaux sont alcalins (pH ~ 8) et contiennent des enzymes digestives qui altèrent ce manteau acide, augmentent le pH cutané et endommagent l’épiderme, ce qui conduit inévitablement à des PSC.⁵
Au cœur des soins modernes en stomathérapie se trouve l’évolution des barrières cutanées hydrocolloïdes (HSB), conçues pour protéger et préserver l’intégrité de la peau. Les HSB sont formulées pour gérer les fluides et offrir une bonne adhérence, grâce à l’incorporation d’hydrocolloïdes, y compris, plus récemment, de polymères super-absorbants (SAP). Les SAP sont capables d’absorber et de retenir des quantités importantes de liquide. Ces matériaux offrent une protection renforcée contre les lésions cutanées induites par l’humidité. En gérant efficacement l’humidité excessive et en favorisant une hydratation optimale de la peau, les barrières hydrocolloïdes intégrant des SAP promettent de meilleurs résultats cliniques, une diminution de l’incidence des PSC et une amélioration de l’expérience globale du patient.
Les performances de ces matériaux absorbants jouent un rôle essentiel dans la gestion de la santé de la peau péristomiale. Les SAP constituent un matériau de base utilisé dans la formulation des hydrocolloïdes cutanés.⁶,⁷ Ces polymères sont capables d’absorber des quantités de liquide allant de 30 à 1000 fois leur poids. Les SAP ont globalement la capacité d’absorber les liquides, mais il existe des différences de vitesse d’absorption, de capacité et de solubilité selon le type de SAP. L’exploitation de ces différences de matériaux a conduit au développement de différents types et générations de HSB. Cet article classe les HSB selon l’origine, la capacité et la solubilité des SAP, et compare de manière systématique leurs propriétés en matière de gestion des fluides, de durabilité et de santé cutanée. En reliant la science des polymères à la performance clinique, nous visons à éclairer le choix des barrières fondé sur des données probantes et à promouvoir l’innovation continue en matière de technologies de stomie.
Matériaux utilisés dans les barrières cutanées hydrocolloïdes
Les débuts des solutions matériaux pour les soins de stomie
George Deppy, la reine Caroline de Brandebourg-Ansbach et Margaret White comptent parmi les premières personnes connues ayant vécu avec une stomie.⁸ En l’absence de produits spécialisés, les options pour gérer les effluents stomiaux étaient extrêmement limitées. Du XVIIIe siècle jusqu'aux années 1940, les personnes utilisaient souvent des dispositifs de collecte improvisés, comme des gants de toilette, des récipients métalliques, des sacs ou des éponges, fixés avec des bandes élastiques.⁹-¹¹
L’un des premiers matériaux polymères utilisés pour l’adhérence cutanée dans les soins de stomie fut la gomme karaya — un polymère naturel extrait de la sève de l’arbre Sterculia urens. Initialement utilisée comme fixatif pour prothèses dentaires, la gomme karaya a été introduite dans les soins de stomie en 1952 par le Dr Rupert Turnbull, souvent considéré comme le père de la thérapie entérostomale.¹²-¹⁴ Turnbull reconnut ses propriétés absorbantes comme étant bénéfiques pour la gestion des effluents stomiaux. Toutefois, la faible adhérence cutanée de la karaya nécessitait qu’elle soit combinée à d’autres matériaux polymères, tels que le cellulose carboxyméthylée (CMC), le poly (méthylvinyléther-co-anhydride maléique), le polyisobutylène, pour être efficace.¹²
La disponibilité croissante des polymères synthétiques, stimulée par la production de masse au milieu du XXe siècle, a permis le développement de matériaux plus avancés et fiables. Cette innovation marqua un tournant dans le développement des HSB, conçues spécifiquement pour répondre aux besoins des personnes vivant avec une stomie. Les premières formulations de HSB qui utilisent des polymères synthétiques, telles que Stomahesive™, sont apparues dans les années 1970.¹⁵,¹⁶
La figure 1 illustre l’évolution de la technologie de stomie. Les solutions pour vivre avec une stomie consistaient en des remèdes faits maison, utilisant des matériaux disponibles non conçus pour cet usage. Aujourd’hui, la technologie de soins de stomie repose essentiellement sur une barrière cutanée hydrocolloïde (HSB) et un système de collecte des effluent stomiaux. L’application des polymères a fondamentalement transformé le développement des technologies de stomie, permettant aux scientifiques et ingénieurs de concevoir des matériaux aux fonctions ciblées.
Figure 1. La progression des technologies de soins de stomie.
Polymères dans la formulation des barrières
Les deux principales caractéristiques de performance des barrières de stomie sont l’adhérence à la peau pour soutenir un système de collecte des effluents stomiaux et la gestion des fluides corporels, notamment l’absorption. Pour atteindre cette performance, les HSB sont composées d’un mélange de polymères hydrophobes et hydrophiles. Les polymères hydrophobes sont des polymères ayant une faible affinité avec l’eau. Ils assurent principalement l’adhésion à la peau et la durabilité pendant le port. Le polyisobutylène, les dérivés de copolymères à blocs de styrène et les polymères élastomères sont des exemples de polymères hydrophobes utilisés dans la formulation des HSB.⁷,¹⁷ Les polymères hydrophiles sont des polymères ayant une forte affinité avec l’eau. Ils confèrent à la HSB la capacité d’absorber les effluents stomiaux et de gérer l’humidité cutanée. La majorité des polymères utilisés sont issus de sources naturelles, telles que la sève d’arbre, la pâte de bois ou les pelures de fruits. La gomme karaya, la CMC et la pectine sont des exemples spécifiques de polymères hydrophiles utilisés dans les HSB.⁶,⁷,¹⁷
Polymères super-absorbants
Les polymères hydrophiles utilisés dans les HSB peuvent également être appelés polymères super-absorbants (SAP). Les SAP peuvent être classés selon leur origine, leur capacité d’absorption de fluide ou leur solubilité. La figure 2 illustre les propriétés matériaux de deux SAP : le CMC et le polyacrylate de sodium, montrant qu’ils peuvent absorber de grandes quantités de fluide par rapport à leur poids. Les SAP utilisés dans les soins de stomie peuvent provenir des sources naturelles déjà mentionnées ou être produits synthétiquement. Le polyacrylate de sodium, l’alcool polyvinylique, la polyvinylpyrrolidone et l’anhydride maléique éthylène sont des exemples de SAP synthétiques.18
Figure 2. Mesures de capacité d’absorption des fluides montrant le comportement d’absorption de a) deux fluides et b) le résumé de la capacité d’absorption de deux polymères différents.
Les deux fluides utilisés pour les tests, soit l'eau et la solution saline à 0,9 % — représentent l’éventail des forces ioniques ou de salinités que l’on pourrait retrouver dans les effluents stomiaux.19 Le CMC absorbe de grandes quantités d’eau, et le type de fluide n’influence pas sa capacité d’absorption. Le polyacrylate de sodium absorbe plus d’eau que de solution saline. Cela s’explique par le fait que les ions présents dans la solution saline peuvent perturber leur capacité à se lier aux molécules d’eau, réduisant ainsi leur capacité d’absorption. Le CMC a donc une capacité et une étendue d’absorption des fluides inférieures à celles du polyacrylate de sodium. Les SAP peuvent également être classés selon leur solubilité. À partir de ces résultats, les polymères super-absorbants (SAP) peuvent être caractérisés par leur capacité d’absorption des fluides et leur polyvalence.
Les SAP peuvent être classés selon leur solubilité. La solubilité est la capacité d’un polymère à se dissoudre dans un liquide. Les SAP solubles peuvent se dissoudre, tandis que les SAP insolubles (iSAP) ne le peuvent pas. Cela est dû aux liaisons croisées chimiques des iSAP, qui empêchent leur dissolution. La figure 3 montre la différence visuelle entre les SAP et les iSAP lorsqu’ils sont dispersés dans un liquide. La turbidité (par exemple, l’aspect trouble ou laiteux) du polyacrylate de sodium indique qu’il s’agit d’un iSAP.
Figure 3. a) Formes sèche et humide de polymères super-absorbants b) Représentation visuelle du comportement de dissolution entre un polymère super-absorbant soluble et insoluble.
En revanche, la clarté du CMC placé dans un liquide indique que ce polymère se dissout dans le liquide. Les différences dans la quantité de liquide absorbée par ces matériaux et leur capacité ou non à se dissoudre (leur solubilité) révèlent les différences de performance des polymères super-absorbants. Différents types de barrières cutanées hydrocolloïdes sont formulés en fonction des variations de ces propriétés des matériaux, telles que la capacité d’absorption et la solubilité.
Matériaux et méthodes
Matériaux : Trois marques différentes de barrières cutanées hydrocolloïdes (HSB) ont été testées : Nova™ et TRE™ (fabriquées par Dansac A/S) et SenSura Mio™ (fabriquée par Coloplast A/S). Afin de tenir compte des variations de performance et de fabrication, trois lots de production de chaque marque ont été testés.
L’étude a sélectionné des HSB différenciées selon le type de SAP afin de permettre une comparaison au sein d’une même marque et entre deux marques différentes. Cela a permis de comparer les mêmes matériaux au sein d’une même marque ainsi que les mêmes matériaux entre deux marques différentes. Cela a également permis la comparaison de deux matériaux différents provenant de marques différentes.
Méthodes
Test d’absorption gravimétrique (GATS) : 50 mg de poudre de polymère ont été placés sur un filtre en verre. Un fluide a été injecté à travers le filtre à partir d’un réservoir relié à une balance. À mesure que l’absorption se produisait, les variations du poids du réservoir de fluide ont été surveillées au fil du temps afin d’évaluer la vitesse d’absorption.
Vitesse d’absorption et de sécheresse de la surface : Pour mesurer la vitesse d’absorption du fluide, une goutte de 100 µL de liquide a été appliquée sur la face adhésive d’un disque de test de 20 mm de diamètre (la face destinée à entrer en contact avec la peau). Le film de support de la barrière était tourné vers le bas sur une surface plane. La gouttelette était intentionnellement plus grande que la surface du disque.
Les barrières ont été pesées avec leur film protecteur avant l’application du fluide. Les films protecteurs ont également été pesés après leur retrait. Les tests ont été réalisés dans des conditions contrôlées (température : 21 – 25°C ; humidité relative : 30 – 50 %).
Une image de la gouttelette a été capturée toutes les cinq minutes pendant 60 minutes à l’aide d’une caméra JAI Go-5100C équipée d’un objectif FUJINON HF12.5SA-1. Après 60 minutes, un papier filtre Whatman 1 a été placé sur le disque pour absorber tout liquide restant à la surface de la barrière. Un poids de 100 grammes a été placé au-dessus du papier filtre pendant 60 secondes pour garantir une pression constante.
La hauteur de la gouttelette a été mesurée à l’aide du logiciel ImageJ. La vitesse d’absorption du fluide a été calculée en pourcentage de variation de la taille de la gouttelette au fil du temps.
Le volume de liquide absorbé dans la barrière a été calculé comme la variation différentielle de masse de l’échantillon : mabsorbé – msech – mfilm.
Le volume de liquide restant à la surface a été calculé par la variation différentielle du poids du papier filtre : mabsorbé – msech.
Capacité d’absorption de fluide : La capacité d’absorption de fluide a été mesurée conformément à la norme ISO 12505-1:2014. En résumé, un disque du matériau testé a été pesé avant et après exposition à un réservoir de fluide. Les échantillons ont été placés dans une enceinte climatique réglée à 37°C pendant 24 heures afin de simuler les conditions de température corporelle. Après incubation, les échantillons ont été égouttés pendant 15 minutes afin d’éliminer l’excès de liquide avant d’enregistrer leur poids final. La différence de poids avant et après exposition représentait la capacité d’absorption de fluide du matériau.
Rapport de gonflement : Le rapport de gonflement a été déterminé en mesurant la variation de hauteur de la barrière avant et après 24 heures d’exposition au fluide (test d’absorption).
Vitesse d’érosion : La vitesse d’érosion (mg/h) a été calculé en mesurant la variation de poids de chaque échantillon avant et après 24 heures d’exposition à des gouttelettes de fluide tombantes, délivrées à un débit de 3,1 mL/min. La taille des gouttelettes était contrôlée à l’aide de buses 22GA à embout émoussé, avec un débit régulé par une pression hydrostatique constante induite par la gravité. La zone de test avait un diamètre de 13 mm, et l’épaisseur de la barrière variait selon le fabricant. Tous les échantillons ont été conditionnés dans un dessiccateur pendant au moins deux heures avant les tests.
Titrage du pH : Un titrateur Mettler Toledo T50 équipé d’une électrode DGi115-SC a été utilisé pour mesurer l’indice d’acidité. Chaque échantillon de barrière, d'un diamètre de 25 mm, a été placé dans 50 mL de solution saline à 0,9 % dans un bécher. Le poids initial de l’échantillon a été enregistré et saisi dans l’appareil. Après mise à l'équilibre à 37°C pendant 24 heures, la solution a été titrée avec une solution de l’hydroxyde de potassium (KOH) 0,1N jusqu’à atteindre un pH neutre de 7. Le titrateur a enregistré le volume de KOH consommé, l’indice d’acidité (mg KOH/g d’échantillon) et le pH initial.
Analyse des données : Les données ont été résumées à l’aide de statistiques descriptives standard pour les variables continues (telles que la moyenne et l’écart type). Toutes les barres d’erreur des graphiques représentent ±1 écart type par rapport à la moyenne. Les tendances temporelles ont été évaluées à l’aide d’analyses de tendance linéaires et sublinéaires, ces dernières étant modélisées comme une fonction racine carrée du temps, afin d’évaluer les évolutions au cours de la période étudiée.
Résultats et discussion
La fonction principale d’une barrière cutanée hydrocolloïde (HSB) est d’assurer l’adhérence à la peau et de gérer les fluides. Cette étude s’est spécifiquement concentrée sur la gestion des fluides facilitée par les polymères super-absorbants (SAP) contenus dans la barrière. Les performances d’adhérence n’ont pas été évaluées, car elles dépendent principalement des polymères hydrophobes. Cet article compare la gestion des fluides, la durabilité et le potentiel de soutien à des fonctions avancées de santé cutanée entre trois adhésifs hydrocolloïdes formulés avec deux types différents de SAP.
Gestion des fluides
La gestion des fluides correspond à la capacité d’une HSB à éliminer les liquides d’une interface, comme la peau, et à retenir une certaine quantité de liquide.
La figure 4 montre la vitesse d’absorption d’une goutte de liquide sur une barrière hydrocolloïde pendant 60 minutes, simulant l’élimination du liquide depuis la surface de la peau. Les profils d’absorption diffèrent nettement entre l’eau et la solution saline. Pour évaluer la vitesse d’absorption, nous avons appliqué un modèle linéaire ; des pentes négatives plus abruptes indiquent une absorption plus rapide. Pour évaluer la vitesse d’absorption d’eau des barrières TRE, nous avons utilisé un modèle de diffusion de Fick. Ces résultats ont démontré que TRE présentait le taux d’absorption le plus élevé parmi toutes les HSB et tous les fluides testés.
Figure 4. a) Comportement d’absorption des gouttelettes de fluide sur trois barrières cutanées hydrocolloïdes différentes aux temps 0 minute et 60 minutes.
b) et c) Variation en % de la hauteur des gouttelettes au fil du temps avec un résumé des taux d’absorption. Toutes les barrières cutanées hydrocolloïdes présentent un comportement linéaire, sauf la TRE.
Pour les trois barrières hydrocolloïdes, l’eau a été absorbée plus rapidement que la solution saline. Cette différence peut s’expliquer par la force ionique de la solution saline, qui limite la liaison de l’eau aux SAP, ralentissant ainsi l’absorption.²⁰ Parmi les HSB, Sensura Mio et Nova ont présenté des vitesses similaires pour l’eau et la solution saline, tandis que la barrière TRE a montré une absorption nettement plus rapide de l’eau que de la solution saline. Cette différence suggère que la barrière TRE offre une plus grande polyvalence dans la gestion des fluides de différentes forces ioniques, comme ceux excrétés par un stomie, améliorant ainsi sa capacité à éliminer efficacement l’humidité de la surface cutanée.
La figure 5 montre la quantité de fluide résiduel restant à la surface après 60 minutes d’absorption dans la barrière hydrocolloïde. Ces données complètent celles des vitesses d’absorption présentées dans la figure 4, car une absorption plus rapide devrait entraîner moins de liquide résiduel à l’interface peau-barrière. La figure 5b confirme que le volume de liquide a été conservé pour tous les systèmes testés.
Figure 5. a) Mesures de toucher sec caractérisant la quantité de fluide résiduelle en surface après 60 minutes. b) Bilan massique du fluide non absorbé et absorbé.
Pour l’eau, nous avons observé que la barrière TRE absorbait le plus, laissant le moins de liquide résiduel en surface. Nova et Sensura Mio montrent une absorption d’eau progressivement plus faible. Pour la solution saline, la barrière Nova laisse moins de liquide en surface que les barrières TRE et Sensura Mio. Notamment, après 60 minutes, la barrière Sensura Mio est celle qui absorbe le moins les deux types de fluides. Les résultats de surface sèche au toucher pour la barrière TRE suggèrent que cette HSB élimine efficacement une large gamme de fluides aux forces ioniques variées de l’interface peau-barrière.
La figure 6 montre la quantité de fluide absorbée par chaque barrière hydrocolloïde après 24 heures. Ce test portait sur la capacité d’absorption de liquides par la barrière dans un environnement saturé en fluide. Sensura Mio a absorbé des quantités similaires d’eau et de solution saline, indiquant une performance indépendante du type de fluide. En revanche, les barrières Nova et TRE montrent une absorption dépendante du fluide. Nova a absorbé environ 20 % de plus de solution saline que d’eau, tandis que la barrière TRE a absorbé environ 240 % d’eau en plus que de solution saline. Les barrières Nova et TRE ont toutes deux absorbé légèrement plus de solution saline que la Sensura Mio, mais la barrière TRE a montré la plus grande absorption globale d’eau parmi les HSB testées.
La figure 6c présente le rapport de gonflement de chaque barrière. Une barrière gonflée constitue un indicateur physique que le liquide est absorbé et retenu dans la barrière. Sensura Mio et Nova ont montré un comportement de gonflement similaire dans les deux fluides, ce qui correspond à leurs profils d’absorption cohérents. La barrière TRE, en revanche, a gonflé de manière significativement plus importante dans l’eau comme dans la solution saline, ce qui reflète sa capacité d’absorption supérieure. Ce gonflement prononcé peut offrir un signal visuel ou tactile plus clair à l’utilisateur final, indiquant que la barrière absorbe et gère activement le liquide à la surface cutanée.
La résistance à l’érosion sert de mesure quantitative de la durabilité de la barrière et reflète son intégrité en milieu humide. Les résultats suivants mettent en évidence comment l’intégration des SAP influence la résistance structurelle des barrières hydrocolloïdes dans des conditions d’utilisation simulées.
Figure 6. Données de mesures des propriétés des fluides a) Capacité d’absorption b) Rapport de gonflement c) Relation entre la capacité d’absorption et le rapport de gonflement.
Durabilité
La figure 7 présente les résultats de la résistance à l’érosion pour chaque barrière hydrocolloïde après 24 heures d’exposition. Elle mesure l’intégrité de la barrière lorsqu’elle absorbe un liquide tout en subissant un stress mécanique causé par l’impact des gouttes de liquide.
Bien que ce test simule un scénario plus extrême que l’utilisation clinique habituelle, il constitue un indicateur du stress physique que subissent les barrières lors des mouvements des patients, notamment lorsqu’elles sont saturées de liquide. Les vitesses d’érosion sont exprimés en milligrammes par heure (mg/h).
Parmi les barrières testées, la barrière Nova a présenté les vitesses d’érosion les plus élevés dans l’eau comme dans la solution saline, indiquant la plus faible résistance à la dégradation dans le temps. En revanche, TRE et Sensura Mio ont montré des vitesses d’érosion plus faibles dans l’eau, avec des valeurs similaires pour les deux matériaux en solution saline.
La résistance à l’érosion d’une barrière hydrocolloïde est influencée par sa formulation, en particulier par l’équilibre entre les composants solubles et insolubles dans l’eau. Les matériaux solubles dans l’eau ont tendance à se dissoudre au contact du liquide, ce qui réduit l’intégrité de la barrière. En revanche, les matériaux insolubles, tels que les polymères hydrophobes, contribuent à la résistance en milieu humide en maintenant la cohésion structurelle. Une faible vitesse d’érosion est généralement associé à une forte proportion de matériaux insolubles.
La barrière TRE est formulée avec un SAP insoluble (iSAP). Ce polymère unique est capable d’absorber le liquide tout en maintenant son intégrité. Comme observé dans les méthodes de test précédentes, l’iSAP permet à TRE de trouver un équilibre entre une absorption élevée de liquide et une faible érosion — des propriétés souvent considérées comme incompatibles dans les systèmes hydrocolloïdes classiques.
Il est à noter que la vitesse d’érosion de la barrière TRE semble plus élevée dans l’eau que dans la solution saline, et par rapport à Sensura Mio. Cela est dû au rapport de gonflement élevé de la barrière TRE dans l’eau, qui peut entraîner une expansion du matériau et un débordement dans les puits adjacents lors des tests (Figure 7b). Bien que cela puisse affecter la précision de la mesure d’érosion, les échantillons testés sont restés structurellement intacts après retrait, ce qui suggère que la barrière TRE conserve une durabilité fonctionnelle en conditions saturées.
Figure 7. a) Vitesse d’érosion de trois HSB différentes, b) Barrière TRE gonflée s’étendant dans d’autres zones d’essai comparée à Nova, peu gonflée.
Santé cutanée
Les résultats suivants démontrent qu’un iSAP peut être efficacement formulé dans une barrière hydrocolloïde afin de soutenir la santé cutanée tout en conservant des performances de gestion des fluides et une durabilité structurelle.
La figure 8 illustre l'indice acide, une mesure de la capacité tampon de la barrière hydrocolloïde. Ce paramètre reflète la capacité de l’hydrocolloïde à aider à maintenir le manteau acide de la peau lorsqu’il est exposé à un effluent stomial alcalin (caustique) ou riche en enzymes.²¹ Le maintien d’un pH légèrement acide à la surface de la peau est essentiel à la préservation de l’intégrité cutanée.
Dans l’évaluation visuelle illustrée en Figure 8a, chaque HSB a été exposée à un indicateur sensible au pH pendant 30 minutes. La solution indicatrice apparaît d’abord bleue, traduisant un environnement alcalin. Au fil du temps, la couleur du fluide devient jaune, indiquant un environnement plus acide. Parmi les barrières testées, l’hydrocolloïde TRE a produit le changement de couleur le plus rapide et le plus intense, suggérant une réponse tampon puissante.
Pour quantifier cette observation, une titration a été utilisée afin de calculer la valeur acide de chaque produit. En cohérence avec l’observation visuelle, Sensura Mio et Nova ont présenté une capacité tampon minimale. En revanche, la barrière TRE a démontré une réponse significativement plus élevée, avec des valeurs acides de 4 à 5 fois supérieures à celles des autres barrières.
Ces résultats confirment qu’un iSAP peut être optimisé dans une barrière cutanée hydrocolloïde afin d’augmenter la capacité tampon et de favoriser la santé cutanée sans compromettre l’absorption des fluides ni la résistance à l’érosion.
Figure 8. a) Comparaison visuelle et b) Mesures quantitatives montrant la capacité tampon du pH.
Impact de la technologie des polymères super-absorbants sur le développement des barrières cutanées hydrocolloïdes
La figure 9 met en évidence l’évolution de la technologie des barrières cutanées hydrocolloïdes, retraçant le développement des performances de gestion des fluides depuis les matériaux à base de karaya jusqu’à l’intégration des SAP modernes. Les HSB traditionnelles étaient principalement conçues pour absorber l’humidité et protéger la peau péristomiale des effluents, constituant ainsi la fonction fondamentale à la base de tous les développements ultérieurs. Les produits contemporains tels que les barrières Sensura Mio, Nova et TRE illustrent cette exigence de base en matière de gestion des fluides.
Figure 9. Évolution de l’application de la technologie SAP segmentée selon le type de polymère super-absorbant et la formulation hydrocolloïde.
En s’appuyant sur cette base, les HSB de nouvelle génération ont introduit des améliorations en associant les SAP à des ingrédients favorisant la santé cutanée. Une différenciation supplémentaire découle du type spécifique de SAP utilisé. Par exemple, l’iSAP intégré à la barrière TRE offre une plus grande polyvalence en matière de gestion des fluides, permettant d'obtenir une surface sèche au toucher plus rapidement et une absorption efficace sur une large gamme de forces ioniques — des capacités moins marquées dans les barrières Sensura Mio ou Nova. Il est notable que ces avantages apparaissent malgré une capacité totale d’absorption de fluides comparable entre les trois produits.
Un iSAP contribue également à la durabilité mécanique par le biais du processus de réticulation des polymères. Toutefois, la durabilité peut aussi être influencée par la formulation globale, comme le montre la résistance à l’érosion supérieure de la barrière Sensura Mio par rapport à Nova, bien que les deux utilisent des SAP classiques.
Enfin, la formulation de la barrière TRE montre comment la gestion des fluides basée sur un iSAP peut être intégrée à des avantages fonctionnels supplémentaires, tels qu’une technologie tampon de pH, pour soutenir la santé cutanée — une formulation HSB composée d’un polymère super-absorbant insoluble avec effet tampon (iSAP+). Cette caractéristique supplémentaire distingue la barrière TRE des autres barrières testées, marquant une avancée significative dans la conception multifonctionnelle des barrières cutanées hydrocolloïdes modernes.
Conclusions
Les polymères super-absorbants (SAP) ont joué un rôle fondamental dans le développement des barrières cutanées hydrocolloïdes (HSB) depuis leur introduction dans les années 1960. Cette étude met en évidence la manière dont différents types de SAP influencent les principales caractéristiques de gestion des fluides, notamment le toucher sec, la capacité d’absorption et le comportement de gonflement.
Les barrières Sensura Mio et Nova intègrent des SAP conventionnels, offrant différents niveaux d’absorption des fluides et de durabilité mécanique. En revanche, la formulation de la barrière TRE intègre un polymère super-absorbant insoluble avec effet tampon sur le pH (iSAP+), spécifiquement le polyacrylate de sodium, pour créer une HSB de nouvelle génération offrant une gestion polyvalente des fluides, une durabilité accrue et un soutien à la santé cutanée.
La barrière TRE représente une évolution dans la conception des HSB, caractérisée par sa formulation à base d’iSAP+. Les avancées continues en science des matériaux, à travers l’innovation des polymères et l’optimisation des formulations, façonneront l’avenir des technologies de soins de stomie, avec le potentiel d’améliorer le confort du patient, la protection cutanée et la confiance dans la tenue.
Remerciements
L’auteur tient à remercier Brian Hinsberger, McKenzie Jones et Michael Coen pour la collecte des données. Adam Airhart, Nada Ardeleanu, Joel Shutt et Dian Yuan sont également remerciés pour leur relecture du manuscrit.
Conflit d'intérêt
L’auteur est chercheur principal en innovation de rupture chez Hollister Inc. Dansac, fabricant de TRE™, est une marque de Hollister Inc.
Financement
L’auteur est un employé salarié de Hollister Inc.
Author(s)
Adrian P Defante PhD
Senior Lead Scientist Breakthrough Innovation
Hollister Inc, USA
Email adrian.defante@hollister.com
References
- D’Ambrosio F, et al. Peristomal skin complications in ileostomy and colostomy patients: what we need to know from a public health perspective. Int J Environ Res Public Health. 2022;20(1):79.
- Voegeli D, et al. Factors influencing the incidence of peristomal skin complications: evidence from a multinational survey on living with a stoma. Gastrointestinal Nurs. 2020;18(Sup4):S31–38.
- McNichol L, et al. Medical adhesives and patient safety: state of the science: consensus statements for the assessment, prevention, and treatment of adhesive-related skin injuries. Orthop Nurs. 2013;32(5):267–281.
- Gray M, et al. Peristomal moisture-associated skin damage in adults with fecal ostomies: a comprehensive review and consensus. J WOCN. 2013;40(4):389–399.
- Ali SM, Yosipovitch G. Skin pH: from basic science to basic skin care. Acta Derm Venereol. 2013;93(3):261–267.
- Coloplast Dialogue Education. Your Guide to Ostomy Adhesives. Coloplast A/S; 2007. https://www.coloplast.co.za/Documents/Stoma/Guide_to_Ostomy_Adhesives.pdf
- Morss-Walton PC, et al. Ostomy 101 for dermatologists: Managing peristomal skin diseases. Dermatol Ther. 2021;34(5):e15069.
- Van der Leden A, Carmiggelt C. Baas op eigen buik. Gouda: CombiCare; 1990.
- Foron AD. Colostomy appliance. (Patent number: US-2221321-A). US Patent and Trademark Office; 1940.
- Frissell FH. Colostomy pad. (Patent number: US-2043097-A). US Patent and Trademark Office; 1936.
- Spindell IF. Colostomy pouch apparatus. (Patent number: US-2127834-A). US Patent and Trademark Office; 1938.
- Tazawa K, Anazawa S, Ohmura Y, Yoshikawa R (Eds). Skin Barriers for Stoma Care. Tokyo: Alcare Co Ltd; 2001.
- Turnbull RB Jr. Rupert Turnbull 1913–1981. Dis Colon Rectum. 1983;26(6):416–423.
- Turnbull RB Jr. Management of the ileostomy. Am J Surg. 1953;86(5):617–624.
- Chen J. Bandage for Adhering to Moist Surfaces. US Patent and Trademark Office. (Patent number: US3339546A). ER Squibb & Sons Inc; 1967.
- Chen J, et al. Ostomy Adhesive. US Patent and Trademark Office.(Patent number: US4253460A). ER Squibb & Sons Inc; 1979.
- Kulawik-Pióro A, et al. Physicochemical properties and composition of peristomal skin care products: a narrative review. Cosmetics. 2025;12(2):74.
- Ma X, Wen G, Development history and synthesis of super-absorbent polymers: a review. J Polym Res. 2020;27(6):136.
- Cahill DJ, Fry CH, Foxall PJD. Variation in urine composition in the human urinary tract: evidence of urothelial function in situ? J Urol. 2003;169(3): 871–874.
- Zhang W, et al. Factors affecting the properties of superabsorbent polymer hydrogels and methods to improve their performance: a review. J Mater Sci. 2021;56(29):16223–16242.
- Summa S, et al. A litmus test for innovation: A real-world evaluation of a pH-buffering ostomy barrier. WCET Journal. 2021;41(3):14–21.