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Les hydrogels sensibles aux stimuli intelligents

Des matériaux sensibles à plusieurs stimuli pourraient se révéler intéressants en biomédecine, mais leur fabrication est complexe, exigeant un contrôle précis. Des chercheurs financés par l'UE ont réalisé des progrès significatifs dans le développement de tels matériaux.
Les hydrogels sensibles aux stimuli intelligents
Les matériaux sensibles aux stimuli peuvent commuter leurs propriétés de manière réversible en fonction des stimuli externes. Prenez par exemple la couleur de la peau des lézards ou des seiches. Pendant la durée du projet THREE-S (Smart multi stimuli-responsive supports for controlled cell growth), les scientifiques ont développé des hydrogels sensibles à plusieurs stimuli à l'aide d'une technique appelée dépôt en phase vapeur initié (iCVD). Les hydrogels ont été sélectionnés parce qu'ils ressemblent à des tissus vivants et peuvent être utilisés dans des applications de génie et de régénération tissulaire.

Une méthode de polymérisation de surface, iCVD, peut être utilisée pour déposer des films minces de polymères spécifiques à l'application en une seule étape sur place et sans solvant. L'avantage principal de cette méthode est qu'elle permet la fabrication des polymères d'ingénierie avec des propriétés de micro-échelle spécifiques et des comportements de macro-échelle bien définis.

Les chercheurs de THREE-S voulaient modifier de manière réversible les propriétés mécaniques de l'hydrogel poly(hydroxyéthylméthacrylate) (PHEMA) avec de la lumière et de l'humidité. Les hydrogels, comme leur nom l'indique, sont des matériaux polymères avec une rigidité variable qui peuvent tenir de grandes quantités d'eau. L'idée était de développer des supports adaptés permettant une fixation et une croissance des cellules contrôlées. La diffusion et la réflectivité des rayons x ont été utilisées pour la caractérisation des changements structurels avant, pendant et après l'irradiation.

Les membres du projet ont réussi à fonctionnaliser la surface de l'hydrogel PHEMA avec de l'azobenzène et ont développé un hydrogel sensible à la lumière. Grâce à l'irradiation par la lumière, ils ont atteint un contrôle précis de la rigidité et de l'élasticité de l'hydrogel en manipulant l'absorption d'eau. En d'autres termes, ils ont altéré de manière réversible le taux de gonflement et la quantité de gonflement de différents types d'hydrogels PHEMA en utilisant l'irradiation par l'humidité et la lumière.

Au terme de ce projet, les chercheurs de THREE-S prévoient d'immobiliser les cellules à la surface de leurs hydrogels intelligents et de démontrer l'adhésion des cellules et la croissance contrôlée des cellules. Les applications en biomédecine sont importantes, notamment l'administration des médicaments, les pansements des blessures et les échafaudages tissulaires.

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Thèmes

Life Sciences

Mots-clés

Biomédecine, hydrogel, THREE-S, dépôt en phase vapeur initié, administration des médicaments