Publié dans Matériaux fonctionnels avancés , une équipe d'ingénieurs biomédicaux de l'Université de Sydney a développé une technologie plasma pour attacher de manière robuste des hydrogels - une substance gélatineuse qui est structurellement similaire aux tissus mous du corps humain - à des matériaux polymères, permettant aux dispositifs fabriqués de mieux interagir avec les tissus environnants.

Pour fonctionner de manière optimale dans le corps, un implant fabriqué, qu'il s'agisse d'une hanche artificielle, un disque vertébral fabriqué ou un tissu modifié doit se lier et interagir avec les tissus environnants et les cellules vivantes appropriés.

Lorsque cela ne se produit pas, un implant peut échouer ou, pire encore, être rejeté par le corps. À l'échelle mondiale, les échecs et les rejets d'implants représentent un coût important pour les systèmes de santé, imposant un lourd fardeau financier et de santé aux patients.

L'équipe, qui a été dirigé par l'École de génie biomédical, Dr Behnam Akhavan et professeur Marcela Bilek, ont combiné avec succès des hydrogels, y compris ceux fabriqués à partir de soie, avec des polymères de téflon et de polystyrène.

"Bien qu'ils soient similaires aux tissus naturels du corps, dans la science médicale, les hydrogels sont notoirement difficiles à utiliser car ils sont intrinsèquement faibles et structurellement instables. Ils ne s'attachent pas facilement aux solides, ce qui signifie qu'ils ne peuvent souvent pas être utilisés dans des applications mécaniquement exigeantes telles que comme dans l'ingénierie du cartilage et du tissu osseux, " a déclaré le Dr Akhavan.

Les hydrogels sont très attractifs pour l'ingénierie tissulaire en raison de leur similitude fonctionnelle et structurelle avec les tissus mous du corps humain, " a déclaré Mme Rashi Walia, étudiante au doctorat en génie biomédical, qui a mené la recherche en collaboration avec l'École de physique et l'École de génie chimique et biomoléculaire de l'Université de Sydney, ainsi que l'Université Tufts dans le Massachusetts, NOUS..

« Le procédé plasma unique de notre groupe, récemment signalé dans Matériaux et interfaces appliqués ACS , permet d'activer toutes les surfaces du complexe, structures poreuses, comme les échafaudages, pour attacher de manière covalente des biomolécules et des hydrogels", a déclaré le lauréat de l'ARC et universitaire en génie biomédical, Professeur Marcela Bilek.

"Ces avancées permettent la création d'échafaudages polymères de forme complexe mécaniquement robustes infusés d'hydrogel, nous rapprochant de l'imitation des caractéristiques des tissus naturels du corps, " dit le professeur Bilek.

"Le procédé plasma est réalisé en une seule étape, génère zéro déchet, et ne nécessite pas de produits chimiques supplémentaires qui peuvent être nocifs pour l'environnement."

Dispositifs biomédicaux, implants d'organes, des biocapteurs et des échafaudages d'ingénierie tissulaire qui devraient bénéficier de la nouvelle technologie d'hydrogel.

"Il existe plusieurs scénarios dans lesquels cette technologie peut être utilisée. Le gel pourrait être chargé d'un médicament à libérer lentement au fil du temps, ou il peut être utilisé pour imiter des structures telles que le cartilage osseux, " a déclaré le Dr Akhavan.

« Ces matériaux sont également d'excellents candidats pour des applications telles que les plates-formes de laboratoire sur puce, des bioréacteurs qui imitent des organes, et des constructions biomimétiques pour la réparation des tissus ainsi que des revêtements antisalissures pour les surfaces immergées dans les environnements marins."

La recherche a testé le matériau en utilisant des biomolécules trouvées dans le corps, qui a démontré une réponse cellulaire positive.

Le Dr Akhavan et son équipe feront progresser leur domaine de recherche et développeront davantage la technologie permettant de combiner des hydrogels avec des matériaux solides non polymères, comme la céramique et les métaux.