Un hydrogel élastique est prometteur dans la réparation des plaies

Les bioingénieurs ont mis au point un hydrogel puissant composé de protéines qui deviennent aussi élastiques que la peau et les vaisseaux sanguins lorsqu'ils sont exposés à la lumière.
Lorsqu'il est exposé à la lumière, le gel à base de protéines imite bon nombre des caractéristiques des tissus élastiques tels que la peau et les vaisseaux sanguins.
Crédit d'image: Nasim Annabi / BWHLes bioingénieurs ont mis au point un nouveau gel à base de protéines qui, une fois exposé à la lumière, imite bon nombre des propriétés des tissus élastiques, tels que la peau et les vaisseaux sanguins.

Bien qu'il soit encore tôt - d'autres tests doivent être effectués avant d'être prêts pour les essais sur l'homme - ils espèrent que le nouveau biomatériau sera un jour utilisé dans la cicatrisation des plaies, par exemple après une blessure ou une intervention chirurgicale.

Dans le journal Matériaux fonctionnels avancésL'équipe - y compris des membres de Brigham and Women 's Hospital (BWH) de la Harvard Medical School à Boston, décrit le nouveau matériel, ses propriétés clés et comment il l'a testé dans des tissus de laboratoire et des modèles animaux de cicatrisation.

L'auteur co-senior Nasim Annabi, auparavant instructeur à BWH, et maintenant professeur assistant de génie chimique à la Northeastern University, à Boston, a déclaré:

"Nous sommes très intéressés par l'ingénierie de matériaux élastiques solides à partir de protéines, car beaucoup des tissus du corps humain sont élastiques."

L'un des défis auxquels les bioingénieurs sont confrontés dans la mise au point de tels matériaux consiste à ajuster l'élasticité et la souplesse nécessaires pour correspondre à celles des tissus corporels.

"Notre hydrogel est très flexible, fabriqué à partir d'un polypeptide biocompatible et peut être activé en utilisant la lumière", note le professeur Annabi.

Les hydrogels fabriqués par génie biologique sont des matériaux de type gelée fabriqués par l'homme et utilisés en médecine pour imiter les propriétés des tissus humains. Mais ceux qui sont actuellement utilisés présentent des inconvénients, comme l'explique le co-auteur et professeur Ali Khademhosseini, qui dirige un laboratoire d'ingénierie tissulaire chez BWH:

"Certains gels synthétiques se dégradent en produits chimiques toxiques au fil du temps, et certains gels naturels ne sont pas assez solides pour résister à la circulation du sang artériel à travers eux."

L'hydrogel apparaît fort, élastique et se dégrade sans effets secondaires toxiques

Les chercheurs affirment que leur nouveau biomatériau, appelé hydrogel à base de polypeptide de type élastine photoréticulable (ELP), offre de nombreux avantages.

L'hydrogel ELP se forme lorsqu'un polypeptide - une chaîne d'acides aminés - est exposé à la lumière. La lumière crée des liaisons fortes entre les molécules le long de la chaîne, ce qui la rend mécaniquement stable sans avoir à ajouter de produits chimiques.

Lorsqu'ils ont testé l'hydrogel ELP, les chercheurs ont découvert qu'ils pouvaient contrôler non seulement sa résistance, mais aussi sa capacité de gonflement et sa résistance à l'étirement par rapport aux tissus artériels.

Les auteurs notent également que l'hydrogel peut être digéré par des enzymes d'origine naturelle et que des tests sur des cellules vivantes n'ont révélé aucun effet secondaire toxique.

S'agissant de la façon dont le gel pourrait être utilisé, le Professeur Annabi dit qu'ils peuvent voir plusieurs applications possibles, comme l'utiliser comme support pour faire pousser des cellules ou pour l'incorporer à des cellules dans un plat, puis les injecter pour faire repousser les tissus. Une autre utilisation possible est d'utiliser un produit d'étanchéité pour créer une barrière de protection sur une plaie.

«Grand potentiel» pour une utilisation clinique

Lors de tests ultérieurs, l’équipe a découvert qu’ils pouvaient améliorer le pouvoir cicatrisant du gel en le combinant à des nanoparticules de silice dont on avait déjà montré qu’elles cessaient de saigner. Le professeur Annabi dit qu'une telle application permettrait aux médecins de cesser immédiatement les saignements avec un seul traitement. Elle conclut:

"Nous voyons un grand potentiel d'utilisation en clinique. Notre méthode est simple, le matériel est biocompatible et nous espérons le voir résoudre des problèmes cliniques à l'avenir."

Des subventions des National Institutes of Health et de la National Science Foundation ont aidé à financer cette étude.

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