Les chercheurs de NUS ont découvert une méthode pour fabriquer un hydrogel de réseau biologique interpénétrant (IPN) en utilisant la rhéologie appliquée.

Les hydrogels sont des réseaux tridimensionnels de polymères réticulés. Cependant, les pansements hydrogel actuels sont constitués de polymères synthétiques qui sont biologiquement inertes et n'orientent pas la biologie des hôtes vers la cicatrisation des plaies. Une telle modalité de traitement est particulièrement paradoxale pour les plaies sévères où les médiateurs exogènes sont essentiels à la régénération. Récemment, l'incorporation de cellules souches a été proposée pour conférer des pansements inertes aux propriétés biologiques. Les cellules possèdent la capacité de libérer des facteurs de cicatrisation paracrines et de se différencier en plusieurs types de cellules cutanées pour remplacer les tissus perdus. Afin de reproduire les aspects de l'environnement de la matrice extracellulaire native (ECM) des cellules souches, les chercheurs se tournent vers des polymères naturels plus cytocompatibles.

S'approvisionnant dans le dépôt de la nature, Gomme de gellane, qui est un exopolysaccharide sécrété par la bactérie Sphingomonas elodea, est de plus en plus reconnu pour son statut de production FDA GRAS et à haut rendement. Bien qu'il forme facilement des hydrogels dans des conditions physiologiques, La gomme gellane manque de fraction d'adhésion cellulaire pour abriter efficacement les cellules souches. Ceci peut être surmonté en incorporant un réseau de polymère de collagène secondaire pour conférer des hydrogels de gomme gellane avec une adhésivité cellulaire.

Cependant, la gomme gellane et le collagène ont des mécanismes de gélification opposés dépendant de la température. En utilisant la rhéologie appliquée, une équipe de recherche dirigée par le Pr Rachel EE du Département de Pharmacie, L'Université nationale de Singapour a développé une méthode pour contrôler avec précision la température pour qu'un hydrogel IPN entre la gomme gellane et le collagène se forme naturellement. L'approche de son équipe pour transformer la gomme gellane en un échafaudage biologique avec du collagène est une amélioration significative qui peut potentiellement conduire à un développement commercial. Les cellules souches encapsulées utilisant l'hydrogel IPN ont pu adhérer et proliférer dans la matrice de gel (voir figure). D'autres expériences sur des modèles animaux ont prouvé que les hydrogels IPN chargés de cellules étaient capables de favoriser la cicatrisation des brûlures graves. Cette œuvre est protégée et le brevet est en instance.

Le professeur Ee a dit, "Avec nos partenaires de Roquette, nous nous engageons à exploiter la riche diversité des matériaux à base de plantes à des fins biomédicales. Notre travail est un exemple passionnant de la façon dont les universités et l'industrie peuvent mettre en commun nos ressources pour des découvertes percutantes. »