Un nouveau biomatériau combine des cristaux liquides et de l'hydrogel pour fournir des propriétés semblables à celles des tissus

Les chercheurs doivent relever de nombreux défis pour trouver des moyens de créer des matériaux semblables à des tissus pour la recherche médicale et l'utilisation clinique. Beaucoup de progrès ont été réalisés avec divers types d'hydrogel, car ils peuvent reproduire les habitats souples et aqueux des cellules biologiques, mais ils manquent de la structure mécanique des tissus mous.
Le nouvel hydrogel à cristaux liquides - montré ici à l'état sec - devrait permettre la conception de biomatériaux qui interagissent avec les fluides corporels, affirment les auteurs.
Crédit image: Université de Syracuse

Maintenant, une étude de l'université de Syracuse à New York décrit comment il est possible de combiner les propriétés des hydrogels avec celles des cristaux liquides pour produire de nouveaux matériaux médicaux ayant les mêmes propriétés mécaniques que les tissus mous du corps.

Les chercheurs rapportent leurs découvertes dans le Journal of Polymer Science B: Physique des polymères.

Les hydrogels - des chaînes de polymères capables d'absorber l'eau - sont de plus en plus utilisés comme biomatériaux, car ils sont fluides et hydratants et peuvent avoir des propriétés élastiques. Par exemple, ils sont à l'étude pour la réparation des plaies.

Les cristaux liquides ressemblent à des liquides, mais ils conservent également une structure cristalline - ils ne perdent donc pas leur forme 3D. Toutefois, comme ils n’apprécient pas à eux seuls l’eau, ils ne sont pas de bons candidats pour les biomatériaux à utiliser dans le corps.

Les scientifiques ont expérimenté des biomatériaux qui combinent les propriétés des hydrogels avec celles des cristaux liquides. De tels matériaux pourraient avoir des applications importantes car ils gardent leur forme et imitent les tissus si bien qu'ils ne sont pas considérés comme des corps étrangers.

Mais la production de tels matériels médicaux pose de nombreux problèmes. Par exemple, l'ajout de l'hydrogel aux cristaux liquides les rend épris d'eau; elle peut aussi détruire l'ordre structurel de leur cristallinité.

"Une variété de biomatériaux qui interagissent avec les fluides corporels à l'état hydraté"

La nouvelle étude, cependant, décrit un processus qui produit un polymère élastique et souple, qui peut gonfler avec de l’eau et conserve sa mémoire de forme en réponse à la chaleur et à l’eau.

L'auteur principal, Pat Mather, professeur au Département de génie biomédical et chimique, déclare:

"Le fait de ne pas avoir trop de groupes aquatiques dans le polymère et d’équilibrer celui-ci avec d’autres produits chimiques dans le polymère qui favorisent la structure est un exercice d’équilibre."

Lui et son coauteur Amir Torbati - qui a travaillé sur l’étude alors qu’il était étudiant au laboratoire de Mather et qui est maintenant chercheur post-doctoral à l’Université du Colorado-Denver - concluent que le processus décrit devrait permettre la des matériaux ou des dispositifs pour diverses applications telles que les biomatériaux interagissant avec les fluides corporels à l'état hydraté. "

L'étude suit une autre qui Nouvelles médicales aujourd'hui appris en septembre 2015, où des scientifiques de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign ont développé des tissus tumoraux synthétiques à l'aide d'hydrogels. Leur objectif est de créer rapidement des environnements de tumeurs quasi-réels pour étudier la croissance et le comportement du cancer.

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