Comprendre comment les matériaux naturels sont créés a aidé une équipe de recherche de l'Université Griffith à créer une plate-forme de matériaux intelligents pour aider à la création de nouveaux médicaments et même aider au nettoyage des environnements pollués.

Professeur Bernd Rehm, un responsable de recherche principal au sein du Griffith Research Institute for Drug Discovery et directeur du Center for Cell Factories and Biopolymers, travaillé avec Kampachiro Ogura, un étudiant de troisième cycle, au développement de particules bio-ingénierie qui pourraient être adaptées à une variété de conditions environnementales, applications industrielles et médicales.

Les résultats ont été publiés dans une revue à fort impact Matériaux fonctionnels avancés .

Le professeur Rehm a déclaré que l'équipe s'est tournée vers la nature pour fournir des informations sur les blocs de construction et les matériaux naturels afin de créer des matériaux intelligents qui pourraient être appliqués avec une nouvelle fonctionnalité et être adaptés à différents objectifs.

Les matériaux intelligents pourraient être utilisés pour neutraliser les polluants toxiques dans l'environnement, comme traitements médicaux pouvant être injectés dans le corps humain ou animal, et comme outil d'aide à la fabrication de nouveaux médicaments.

"Nous sommes partis de la science fondamentale en essayant de comprendre comment ces matériaux sont fabriqués naturellement, et si vous comprenez les mécanismes, vous pouvez ensuite retourner dans la nature et faire de la bio-ingénierie et recâbler les bactéries pour recombiner les choses un peu différemment vers des applications possibles, " dit le professeur Rehm.

Les bactéries ont été recâblées pour produire des billes de bioplastique enrobées de protéines, que les scientifiques ont ensuite encapsulé dans des hydrogels d'alginate.

Les protéines recouvrant les billes de bioplastique sont restées fonctionnelles, tandis que les billes bioplastiques pouvaient être chargées de substances insolubles dans l'eau qui représentaient des molécules actives, comme les médicaments.

Les propriétés du gel d'alginate dans lesquelles les billes bioplastiques étaient encapsulées ont changé en réponse au sel et à l'acidité, et pourrait être contrôlé pour améliorer la fonctionnalité des billes bioplastiques pour la production de produits biopharmaceutiques ou le nettoyage des environnements pollués.

"Ce développement d'une nouvelle technologie de plate-forme de matériaux combine des biopolymères naturels d'une toute nouvelle manière pour créer une fonctionnalité qui n'a pas été réalisée auparavant, " dit le professeur Rehm.

« C'est la première preuve de concept ; c'est une technologie de plate-forme qui peut maintenant être facilement adaptée à une variété d'environnements, applications industrielles et médicales."

Le matériau intelligent naturel se dégrade avec le temps, il ne polluerait donc pas l'environnement avec plus de matériaux manufacturés. Lorsqu'il est actif, il fournirait une activité intense pour réduire la charge polluante.

Le matériau - des particules de polyhydroxybutyrate (PHB) bio-ingénierie encapsulées dans des hydrogels d'alginate accordables - est nano-/micro-structuré, mais il pourrait être produit à grande échelle.

Le professeur Rehm a déclaré que la prochaine étape serait pour l'équipe de fournir un matériel spécialement fonctionnel pour un utilisateur final, comme une organisation, le gouvernement ou un partenaire industriel—pour répondre à un besoin non satisfait.

L'article "Alginate Encapsulation of Bioengineered Protein-Coated Polyhydroxybutyrate Particles:A New Platform for Multifunctional Composite Materials, " a été publié dans Matériaux fonctionnels avancés .