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Hydrogel: l'avenir de 'smart band-aids'

Un Band-Aid ne sera peut-être plus jamais le même; Les ingénieurs du Massachusetts Institute of Technology ont mis au point le dernier modèle de pansement: un matériau collant, extensible et semblable à un gel qui peut intégrer des capteurs de température, des lumières LED et d'autres appareils électroniques, ainsi que de minuscules réservoirs de délivrance de drogue Et les canaux.

Les nouveaux hydrogels sont très polyvalents.

Crédit d'image: Melanie Gonick / MIT.

La «vinaigrette intelligente» libère des médicaments au besoin, en réponse aux changements de température de la peau. Il peut même s'allumer si l'approvisionnement en médicaments est faible.

Le nouveau vêtement s'étend avec le corps. Non seulement il restera en place lorsque le porteur plie le genou ou le coude, mais ses structures intégrées et ses éléments électroniques restent intacts et fonctionnels lorsqu'ils sont étirés.

L'équipe qui a conçu et créé le nouveau pansement en hydrogel a été dirigée par le Professeur Xuanhe Zhao, du Département d'ingénierie mécanique du Massachusetts Institute of Technology (MIT).

La recherche est publiée dans Matériaux de la nature .

Qu'est-ce qu'un hydrogel?

Les Hydrogels sont fonction de divers produits de tous les jours, des lentilles de contact doux et des préservatifs aux couches jetables. Les cristaux de gel capillaire, de dentifrice et d'eau végétale utilisent tous des hydrogels. Les hydrogels d'alginate combinés avec l'aloe vera fournissent une pansement qui garde la plaie humide et permet la régénération des cellules.

Dans l'industrie, les hydrogels sont utilisés dans les joints d'étanchéité et le nettoyage des déchets
Les biens de consommation contenant des hydrogels comprennent le gel capillaire et les cosmétiques
Les applications médicales comprennent les lentilles de contact, la libération de médicament, les guides de nerfs, les revêtements, le gonflement des tissus et le remplacement du noyau.

Gavin Braithwaite, du Cambridge Polymer Group à Boston, MA, note que les hydrogels sont hydrophiles, avec le potentiel de contenir 80% ou plus d'eau, perméables et permettant le transport de soluté. Ils peuvent également être viscoélastiques et lubrifiants. Ils sont également sensibles à l'environnement. Toutes ces propriétés les rendent multifonctionnelles.

Déjà rencontrés un large éventail de fonctions, les hydrogels rêvent d'un avenir brillant, y compris un rôle dans la repousse de la moelle épinière, l'ingénierie des nerfs et des tissus, et même la génération d'organes.

La structure de l'hydrogel est la clé de son succès. Ses croisements physiques ou chimiques des chaînes polymères hydrophiles permettent de contenir ou d'absorber de l'eau jusqu'à 99% de son volume.

Pour créer des hydrogels, les chaînes polymères qui forment leur base sont chimiquement synthétisées ou dérivées de polymères naturels. Ceux-ci peuvent être des protéines, telles que le collagène et la gélatine, ou des polysaccharides tels que l'amidon, l'alginate et l'agarose. Les sources naturelles d'hydrogels comprennent la coquille de crevettes et les algues.

La teneur élevée en eau les rend douces, «squames» et flexibles, comme les lentilles de contact, ou très absorbantes, comme dans les couches de bébés. Ils peuvent aussi être très fragiles. Leurs caractéristiques dépendent de leur composition.

Les scientifiques des matériaux, qui ont depuis quelque temps vu le potentiel des hydrogels pour différentes applications, ont poussé les limites de cette substance exceptionnelle.

Pansements Hydrogel

Les pansements Hydrogel ne sont pas nouveaux, les premiers remontant aux années 1950. Cependant, les développements récents produisent des concepts révolutionnaires.

Les lentilles de contact doux et les pansements sont parmi les nombreuses utilisations médicales des hydrogels.

Les pansements d'hydrogel familiers comprennent des gels à écoulement libre disponibles dans des tubes et des paquets de feuilles, des préparations où l'hydrogel est saturé sur une poche ou des bandes ou une feuille de gel supportée par un maillage mince.

Les pansements Hydrogel fournissent de l'humidité, favorisent la cicatrisation et éliminent les tissus morts des plaies. La teneur élevée en eau refroidit la plaie et soulage le soulagement de la douleur. Les hydrogels empêchent également la pansement de coller à la surface de la plaie.

Les hydrogels sont solides et flexibles, et ils peuvent être poreux, permettant la diffusion, ou dense, selon la composition. Ils peuvent être adaptés pour répondre à différents besoins.

L'Université de Wollongong en Australie décrit les hydrogels comme «certains des matériaux les plus biocompatibles de la planète». En fait, les corps d'animaux sont principalement composés d'hydrogels.

Les tissus corporels et les hydrogels synthétiques ont beaucoup en commun et les produits les plus récents ont des propriétés similaires aux tissus corporels, ce qui en fait un bon candidat pour une gamme croissante d'applications médicales.

L'année dernière, Medical-Diag.com Rapporté sur le développement d'un hydrogel qui pourrait s'étendre comme une peau.

Les scientifiques ont travaillé pour exploiter ces propriétés, dans l'espoir de créer un «matériel intelligent» qui imite le tissu biologique et la fonction.

Sur la page suivante , Nous examinons les caractéristiques des nouveaux hydrogels développés par l'équipe du MIT.