Des chercheurs du Collège d'ingénierie et d'informatique ont développé un matériau - un nouveau type de polymère à mémoire de forme (SMP) - qui pourrait avoir des implications majeures pour les soins de santé.

Les SMP sont doux, caoutchouteux, des matériaux « intelligents » qui peuvent changer de forme en réponse à des stimuli externes tels que des changements de température ou une exposition à la lumière. Ils peuvent conserver chaque forme indéfiniment et revenir en arrière lorsqu'ils sont déclenchés pour le faire.

Les SMP ont de nombreuses applications biomédicales potentielles. Par exemple, ils sont idéaux comme stents cardiovasculaires car ils peuvent avoir une forme pour l'insertion chirurgicale et une autre une fois positionnés dans un vaisseau sanguin. La chaleur du corps du patient est tout ce qui est nécessaire pour déclencher le changement de forme.

Avec des collaborateurs de l'Université de Bucknell, Des chercheurs de l'Université de Syracuse ont conçu un SMP qui peut changer de forme en réponse à l'exposition aux enzymes et qui est compatible avec les cellules vivantes. Il ne nécessite aucun déclencheur supplémentaire, comme un changement de température. Compte tenu de ces propriétés, il peut répondre à l'activité cellulaire comme la guérison.

« La sensibilité enzymatique du matériau lui permet de répondre directement au comportement cellulaire, " explique Shelby L. Buffington, candidate au doctorat en génie biomédical. " Par exemple, vous pourriez le placer sur une blessure, et au fur et à mesure que le tissu se remodelait et le dégradait, le SMP refermait lentement la plaie. Il pourrait être adapté pour jouer un rôle dans le traitement des infections et du cancer en ajustant la chimie du matériau."

L'équipe de recherche comprend Buffington, Justine E. Paul '18, Mark M. Macios, junior en bio-ingénierie, Patrick T. Mather et Matthew M. Ali Ph.D. du professeur James H. Henderson et de Bucknell. '18. Leurs recherches, "Polymères à mémoire de forme à déclenchement enzymatique, " a été publié dans Acta Biomaterialia en janvier.

L'équipe a créé le matériau à l'aide d'un processus appelé double électrofilage, dans lequel un courant haute tension est appliqué à deux pointes d'aiguille pompant deux solutions polymères séparées. La tension tire les fibres polymères, et ils sont mélangés dans un tapis de fibres polymères. La bonne combinaison de fibres confère au matériau ses qualités de mémoire de forme.

Détaillé dans leur article, les équipes ont analysé les propriétés du matériau, performances de mémoire de forme et cytocompatibilité. Leurs expériences ont démontré avec succès que la forme originale du SMP pouvait être récupérée grâce à un certain degré d'inversion, ou dégradation, de la phase de fixation de forme.

Aujourd'hui, l'équipe de recherche examine leur SMP dans des cultures de cellules cancéreuses et macrophages. Ils espèrent qu'avec des recherches supplémentaires, ils découvriront des utilisations pratiques de leur matériel en utilisant des concentrations plus faibles d'enzymes, produite par une activité cellulaire moins extrême.

« Nous prévoyons que les matériaux que nous développons pourraient avoir une large application dans les soins de santé. Par exemple, nos SMP pourraient être utilisés dans des médicaments qui ne s'activent que lorsque les cellules ou l'organe cibles sont dans l'état physiologique souhaité, dans des échafaudages qui guident la régénération tissulaire en réponse au comportement du tissu en régénération lui-même, et dans les biocapteurs d'aide à la décision qui guident plus efficacement le traitement des patients, " dit Henderson. " Nous sommes très heureux d'avoir réalisé ces premiers SMP à réponse enzymatique. "