Les hydrogels (réseaux polymères à haute teneur en eau) peuvent agir comme une imitation tissulaire, fournissant les conditions d'une culture viable de cellules intégrées, avec diverses applications en génie biomédical telles que l'ingénierie tissulaire et la médecine régénérative.

Les réseaux d'hydrogels sont souvent formés par des polymères modifiant chimiquement, tels que l'acide hyaluronique, un polymère présent dans la matrice extracellulaire entourant les cellules, avec d'autres molécules, telles que le norbornène, pour former un réseau polymère réticulé. Des méthodes publiées précédemment associaient le norbornène à l'acide hyaluronique en utilisant du diméthylsulfoxyde, un solvant organique dangereux à la fois pour l'environnement et pour l'utilisateur.

Des chercheurs de l'Université du Michigan ont développé une nouvelle voie de synthèse pour modifier l'acide hyaluronique avec du norbornène pour une utilisation dans les hydrogels en utilisant un agent de couplage soluble dans l'eau, le DMTMM, éliminant ainsi le besoin de solvants organiques nocifs.

Les résultats de l'étude sont publiés dans Carbohydrate Polymer Technologies and Applications. .

"En éliminant le besoin de solvants organiques nocifs pour les cellules, nous avons développé une synthèse mieux adaptée aux applications d'ingénierie tissulaire", a déclaré Eleanor Plaster, doctorante en génie biomédical et première auteure de l'étude.

En plus d’augmenter la durabilité de la synthèse de l’hydrogel, la nouvelle voie de synthèse réduit le temps de réaction et de purification nécessaire pour obtenir le produit. Alors que les méthodes précédentes utilisant du diméthylsulfoxyde nécessitaient une réaction en plusieurs étapes et plusieurs semaines de purification, la méthode DMTMM se déroule en une seule étape et ne nécessite que deux à trois jours de purification.

"Notre méthode de synthèse nouvellement développée augmente la facilité de production, permettant aux laboratoires de fabriquer leur propre polymère plus efficacement. Elle pourrait également permettre à d'autres groupes non équipés auparavant de synthétiser ce polymère d'effectuer eux-mêmes la réaction au lieu de la sous-traiter", a déclaré Plaster. /P>

L’utilisation d’un agent de couplage à base d’eau augmente également l’applicabilité pour une utilisation dans des applications biomédicales, car les solvants organiques ne sont pas compatibles avec les cellules. Les chercheurs ont confirmé que les cellules sont viables dans l'acide hyaluronique modifié au norbornène synthétisé à l'aide du DMTMM, permettant à ce matériau d'être utilisé pour la culture cellulaire pour des applications d'ingénierie tissulaire.

"La voie de synthèse qu'Eleanor a explorée dans notre laboratoire accélère non seulement considérablement le processus de recherche, mais présente également une large applicabilité sur divers polymères et modifications. Je suis enthousiaste à l'idée de voir les orientations futures vers lesquelles elle orientera cette recherche", a déclaré l'auteur correspondant. Claudia Loebel, professeure adjointe de science et d'ingénierie des matériaux.

Plus d'informations : Eleanor M. Plaster et al, Synthèse médiée par le DMTMM de polymères d'acide hyaluronique modifiés par le norbornène pour sonder les interactions cellule-hydrogel, Technologies et applications des polymères de glucides (2023). DOI :10.1016/j.carpta.2023.100360

Fourni par le Collège d'ingénierie de l'Université du Michigan