Les ingénieurs de Sheffield réalisent une percée majeure dans le développement de « micro-fusées » en soie qui peuvent être utilisées en toute sécurité dans des environnements biologiques.

En utilisant une méthode d'impression jet d'encre 3D innovante, des chercheurs du génie chimique et biologique de l'Université de Sheffield ont franchi le pas le plus important à ce jour dans la production de dispositifs de natation en soie microscopiques biodégradables et inoffensifs pour un système biologique.

Cela signifie que ces dispositifs ont le potentiel d'être utilisés dans le corps humain à l'avenir dans des applications telles que l'administration de médicaments et la localisation de cellules cancéreuses.

Cette nouvelle technique permet aux chercheurs d'utiliser des matériaux non toxiques, ce qui signifie que les micro-fusées ne causeront pas de dommages ou n'endommageront aucun tissu vivant ou environnement biologique. Il s'agit d'un développement important car les appareils précédents étaient coûteux à produire, compliqué à fabriquer et fabriqué à partir de billes de polystyrène, des nanotubes de carbone ou des métaux qui doivent être recouverts d'une couche de catalyseur (comme du platine) pour pouvoir nager avec succès, ces appareils sont généralement moins respectueux de l'environnement biologique dans lequel ils sont placés.

Les fusées ne mesurent que 300 microns de longueur et 100 microns de diamètre, l'épaisseur d'un seul cheveu humain, et créer leur propre poussée, leur permettant de « nager » à travers tout bio fluide contenant le carburant.

C'est la première fois que ces micro-fusées sont produites à l'aide d'un nouveau procédé d'impression jet d'encre réactif, en utilisant une solution de soie dissoute mélangée à une enzyme. Cette solution est ensuite placée dans une imprimante jet d'encre 3D, lequel, similaire à l'impression à jet d'encre normale, accumule des couches d'encre pour créer une colonne de la fusée.

En imprimant du méthanol sur la solution imprimée, cela déclenche une réaction qui forme une forme de fusée rigide qui piège l'enzyme dans une structure en treillis de soie. Cette enzyme agit comme un catalyseur, réagissant avec les molécules de carburant pour produire des bulles qui propulsent la fusée vers l'avant.

En utilisant une enzyme comme catalyseur et de la soie pour former la fusée, produit un appareil beaucoup plus sûr et biodégradable, moins cher et plus simple à faire, éliminer un obstacle majeur pour que les micro-fusées deviennent une réalité en dehors du laboratoire.

Dr Xiubo Zhao, du Département de génie chimique et biologique de Sheffield déclare :« En utilisant une enzyme naturelle comme la catalase et la soie qui sont entièrement biodégradables, nos appareils sont bien plus biocompatibles que les appareils de natation antérieurs."

« La technique d'impression à jet d'encre nous permet également de définir numériquement la forme d'une fusée avant sa production. Cela facilite grandement l'optimisation de la forme afin de contrôler la façon dont l'appareil nage.

La recherche a été financée par des subventions du Conseil de recherche en génie et en sciences physiques (EPSRC). L'article « Impression à jet d'encre réactive de micro-roquettes à soie biocompatibles alimentées par des enzymes » a été publié dans Petit aujourd'hui.