Les scientifiques de l'UCLA ont mis au point une méthode pour produire des microparticules d'hydrogel de forme complexe à un rythme de plus de 40 millions par heure, au moins 10 fois plus rapide que l'approche standard actuelle.

Les microparticules d'hydrogel sont prometteuses pour une gamme d'utilisations en biomédecine, notamment pour la réparation des tissus, agissant comme des versions miniatures de boîtes de Pétri pour la croissance des cellules et comme véhicules pour administrer des médicaments thérapeutiques. Et lorsqu'elles ont la forme de bols ou de coquilles creuses, ces particules peuvent être particulièrement utiles pour capturer, séparer et analyser des cellules individuelles ou des colonies de cellules, dans le cadre du processus de création de médicaments à base de protéines ou de culture de microalgues pour des biocarburants durables.

Les chercheurs ont produit des millions de gouttelettes de la taille d'un nanolitre (un nanolitre équivaut à un milliardième de litre), chacune contenant des blocs de construction d'hydrogel à l'aide de dispositifs microfluidiques qui ont fait couler des dizaines de milliers de gouttelettes chaque seconde en parallèle.

Normalement, les dispositifs microfluidiques utilisés pour produire des particules d'hydrogel façonnées ne peuvent fonctionner qu'un à la fois car les ingrédients utilisés pour fabriquer les particules ne se mélangent pas bien; par conséquent, les ingrédients doivent être mélangés à des taux précis pour les inclure dans les bons rapports dans la gouttelette formée. Dans l'étude, les scientifiques ont pu faire fonctionner des centaines de dispositifs microfluidiques en parallèle parce qu'ils ont conçu une méthode pour combiner tous les ingrédients dans les bons rapports en une seule solution mélangée. Après avoir formé des gouttelettes de la solution, les chercheurs les ont refroidies, provoquant la séparation des composants à l'intérieur des gouttelettes, puis leur assemblage dans les formes souhaitées. Les scientifiques ont ensuite gelé les formes en place en les polymérisant à l'aide de lumière ultraviolette.

La capacité de produire efficacement des millions de particules d'hydrogel en forme de bol ou creuses pourrait aider à accélérer la recherche scientifique dans diverses disciplines, notamment en accélérant le rythme de développement de nouveaux médicaments ou diagnostics, ou en produisant de nouvelles souches cellulaires pour la production de carburants ou de nutriments.

Sohyung Lee, doctorant en génie chimique à l'UCLA, est le premier auteur de l'étude. L'auteur correspondant est Dino Di Carlo, professeur de bio-ingénierie et de génie mécanique et aérospatial à l'UCLA Samueli School of Engineering, et membre du California NanoSystems Institute à l'UCLA. Les autres auteurs sont les étudiants diplômés de l'UCLA Joseph de Rutte, Robert Dimatteo et Doyeon Koo. + Explorer plus loin

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