Les fibres de soie hybrides les plus résistantes à ce jour ont probablement été créées par des scientifiques suédois en utilisant des ressources entièrement renouvelables. Combinant des protéines de soie d'araignée avec de la nanocellulose de bois, le procédé offre un moyen peu coûteux et évolutif de fabriquer des matériaux bioactifs pour un large éventail d'utilisations médicales.

Publié dans ACS Nano par des chercheurs du KTH Royal Institute of Technology de Stockholm, la technique associe les performances structurelles et mécaniques de nanofibrilles de cellulose peu coûteuses aux propriétés médicinales de la soie d'araignée, qui est difficile et coûteux à fabriquer à grande échelle.

Les propriétés bioactives de la soie d'araignée sont connues depuis des siècles. Dans la Rome antique, les toiles d'araignées étaient utilisées pour panser les blessures de combat des soldats. Mais produire à grande échelle de la soie d'araignée est aujourd'hui un processus coûteux qui repose souvent sur des sources fossiles.

Le chercheur de KTH My Hedhammar dit que par comparaison, la nanocellulose à base de bois est bon marché et durable. Par ailleurs, la technique consistant à le combiner avec seulement de petites quantités de protéine de soie d'araignée donne un matériau biofonctionnel qui peut être utilisé à des fins médicales telles que la promotion de la croissance cellulaire.

"La résistance de la fibre est nettement meilleure que celle de n'importe quelle fibre synthétique, matière à base de soie à notre connaissance, et au même niveau que ce que l'on peut trouver dans la nature chez les araignées, " dit Daniel Söderberg, chercheur au Wallenberg Wood Science Center du KTH.

Aujourd'hui, les nanofibrilles de cellulose obtenues à partir d'arbres reçoivent une attention scientifique et commerciale non seulement parce qu'elles sont renouvelables, biodégradable, pratiquement non toxique et disponible en gros volumes, mais ils offrent également des propriétés mécaniques exceptionnelles.

Söderberg dit que le matériau de filament fabriqué pourrait potentiellement être utilisé comme bloc de construction pour les ligaments, par exemple.

Pour fabriquer le matériel, les chercheurs utilisent ce que l'on appelle des protéines de soie recombinantes. Plutôt que d'utiliser une araignée comme hôte, les chercheurs prennent le gène codant pour la protéine de soie et le combinent avec un gène codant pour une fonction souhaitée, comme la liaison cellulaire, dit Hedhammar. "Nous transférons ce gène de fusion à un simple, bactéries de laboratoire faciles à cultiver, qui produit ensuite les protéines de soie fonctionnalisées qui peuvent être purifiées en laboratoire, " elle dit.

"Des protéines de fusion de soie d'araignée sont ensuite ajoutées aux nanofibrilles de cellulose dispersées, et grâce aux interactions favorables entre les deux composants, un matériau composite peut être produit.

Söderberg dit que la technique utilise l'hydrodynamique pour aligner la structure interne des fibres à l'échelle micro et nano. "Lorsque la nanocellulose est alignée dans le matériau macroscopique, nous pouvons atteindre des performances élevées, " il dit.