Les chercheurs de Chalmers ont développé un nouveau matériau synthétique semblable à du caoutchouc avec une combinaison unique de propriétés. Le matériau pourrait convenir à des applications dans divers dispositifs médicaux pour soutenir ou remplacer des tissus humains. Le « nez » imprimé en 3D sur l'image est un exemple de la façon dont le matériau pourrait remplacer le cartilage. Crédit :Anna Lena Lundqvist/Chalmers
Chercheurs de l'Université de technologie Chalmers, Suède, ont créé un nouveau, matériau semblable au caoutchouc avec un ensemble unique de propriétés qui pourraient remplacer les tissus humains dans les procédures médicales. Le matériel a le potentiel de faire une grande différence dans la vie de nombreuses personnes. La recherche a été récemment publiée dans la revue scientifique très réputée ACS Nano .
Dans le développement de produits de technologie médicale, il existe une forte demande de nouveaux matériaux naturalistes adaptés à l'intégration avec le corps. L'introduction de matériaux dans le corps comporte de nombreux risques, telles que des infections graves, entre autres. La plupart des substances utilisées aujourd'hui, comme le Botox, sont très toxiques. Il y a un besoin de nouveau, matériaux plus adaptables.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs Chalmers ont développé un matériau composé uniquement de composants qui ont déjà fait leurs preuves pour bien fonctionner dans le corps.
La base du matériau est la même que le plexiglas, un matériau utilisé dans de nombreuses applications de technologie médicale. En repensant son maquillage, et par un processus appelé nanostructuration, les chercheurs ont donné au matériau une combinaison unique de propriétés. Leur intention initiale était de produire un disque dur, matériau ressemblant à de l'os, mais ils ont eu des résultats inattendus.
"Nous avons été vraiment surpris que la matière s'avère très douce, souple et extrêmement élastique. Cela ne fonctionnerait pas comme matériau de remplacement osseux, nous avons conclu. Mais les propriétés nouvelles et inattendues ont rendu notre découverte tout aussi excitante, " dit Anand Kumar Rajasekharan, doctorat en science des matériaux et l'un des chercheurs à l'origine de l'étude.
Les résultats ont montré que le nouveau matériau caoutchouteux peut être approprié pour de nombreuses applications qui nécessitent une combinaison rare de propriétés - élasticité élevée, facilité de mise en œuvre, et l'aptitude à des usages médicaux.
« La première application que nous examinons actuellement concerne les cathéters urinaires. Le matériau peut être construit de manière à empêcher les bactéries de se développer à la surface, ce qui signifie qu'il est très bien adapté pour des usages médicaux, " dit Martin Andersson, directeur de recherche pour l'étude et professeur de chimie à Chalmers.
La structure du nouveau matériau nano-caoutchouc permet de traiter sa surface pour qu'elle devienne antibactérienne, dans un naturel, manière non toxique. Ceci est réalisé en collant des peptides antimicrobiens - de petites protéines qui font partie du système immunitaire inné - sur sa surface. Cela peut réduire le besoin d'antibiotiques, une contribution importante à la lutte contre la résistance croissante aux antibiotiques.
La base du matériau est la même que le plexiglas, un matériau qui est courant dans les applications de technologie médicale. En repensant son maquillage, et par un processus appelé nanostructuration, ils ont donné au matériau nouvellement breveté une combinaison unique de propriétés, y compris une élasticité élevée, comme le montre l'image. Crédit :Anna Lena Lundqvist/Chalmers
Parce que le nouveau matériau peut être injecté et inséré par chirurgie en trou de serrure, il peut également aider à réduire le besoin de chirurgie drastique et d'opérations pour reconstruire certaines parties du corps. Le matériau peut être injecté via une canule standard en tant que fluide visqueux, de sorte qu'il forme ses propres structures élastiques dans le corps. Ou le matériau peut également être imprimé en 3D dans des structures spécifiques selon les besoins.
"Il existe de nombreuses maladies où le cartilage se détériore et il en résulte des frictions entre les os, causant une grande douleur à la personne touchée. Ce matériel pourrait potentiellement servir de remplacement dans ces cas, " poursuit Martin Andersson.
Un autre avantage du matériau est qu'il contient des nanopores tridimensionnels. Cela signifie qu'il peut être chargé de médicaments à diverses fins thérapeutiques, telles que l'amélioration de la guérison et la réduction de l'inflammation. Cela permet un traitement localisé, éviter, par exemple, devoir traiter tout le corps avec des médicaments, quelque chose qui pourrait aider à réduire les problèmes associés aux effets secondaires. Comme il n'est pas toxique, il fonctionne également bien en tant que produit de comblement - les chercheurs voient donc la chirurgie plastique comme un autre domaine d'application potentiel très intéressant pour le nouveau matériau.
"Je travaille maintenant à temps plein avec notre entreprise nouvellement fondée, Amferia, pour transmettre la recherche à l'industrie. J'ai été ravi de constater un réel intérêt pour notre matériel. C'est prometteur pour atteindre notre objectif, qui est d'apporter un réel bénéfice sociétal, " conclut Anand.
