Les hydrogels sont partout. Ce sont des polymères hydrophiles qui peuvent absorber et retenir l'eau, et peuvent être trouvés dans des produits de consommation courante tels que les lentilles de contact souples, les couches jetables, certains aliments, et même dans les applications agricoles. Ils sont également extrêmement utiles dans plusieurs applications médicales en raison de leur degré élevé de biocompatibilité et de leur capacité à se dégrader et à être réabsorbés dans le corps.

Ces qualités permettent aux hydrogels de simuler des tissus vivants pour le remplacement ou la régénération des tissus. L'une des applications les plus utiles est la cicatrisation des plaies. Les hydrogels sont idéaux à cet effet, avec leur capacité à hydrater et à former un environnement humide et favorable. Cela facilite les processus bénéfiques pour la cicatrisation des plaies, comme la formation de vaisseaux sanguins, la dégradation des tissus morts, activation des cellules immunitaires, la prévention de la mort des cellules vivantes et des tissus et même le soulagement de la douleur.

Hydrogels naturels, en particulier les hydrogels de gélatine méthacryloyle (GelMA), sont privilégiés pour la cicatrisation des plaies en raison de leur biosécurité et de leur biocompatibilité exceptionnelle. Mais leur utilisation est entravée par leurs propriétés mécaniques intrinsèquement médiocres telles qu'une élasticité limitée, relative fragilité et inflexibilité, et leur incapacité à adhérer aux surfaces des tissus. Afin d'améliorer ces caractéristiques, des variations sur les méthodes de préparation et les composants ont été tentées.

Lorsqu'un hydrogel GelMA est préparé, une solution de gélatine est faite en mélangeant et en dissolvant la gélatine dans l'eau. Il en résulte une dispersion des chaînes polymères de gélatine dans l'eau. Un produit chimique appelé photo-initiateur est ensuite ajouté à la solution, ce qui rend les chaînes polymères collantes et leur permet de se coller les unes aux autres. L'exposition à la lumière UV active les photo-initiateurs et les chaînes polymères se réticulent les unes aux autres pour former un réseau. Les molécules d'eau entrent dans ce réseau, étirer les chaînes et s'y enfermer; cela illustre les pouvoirs d'absorption des hydrogels et est le point où la gélification, ou solidification, se produit.

Les propriétés de ce gel peuvent être modifiées en ajoutant des produits chimiques qui se lient aux chaînes polymères avant l'exposition aux UV, ou les paramètres UV eux-mêmes peuvent être modifiés pour ajuster les propriétés du gel. Certaines de ces modifications ont été expérimentées dans des tentatives précédentes pour améliorer les propriétés physiques de GelMA.

Une approche consistait à introduire des produits chimiques supplémentaires dans la solution GelMA avant la réticulation; l'hydrogel chimiquement conjugué résultant a montré une légère amélioration de l'adhérence tissulaire. D'autres tentatives ont été faites pour renforcer GelMA en renforçant des films GelMA minces et flexibles chimiquement conjugués avec des produits chimiques supplémentaires. Mais des défis restent à relever avec l'amélioration des trois propriétés mécaniques de la ténacité, élasticité, et la force adhésive simultanément dans les hydrogels GelMA.