Un chercheur de l'Institut polytechnique de Worcester (WPI) développe une nouvelle classe d'adhésifs médicaux en réunissant des hydrogels et des polymères en forme de colle pour relier les tissus humains en toute sécurité et de manière fiable aux appareils thérapeutiques implantés dans le corps, tels que les pacemakers, les pompes à insulines et les articulations artificielles.
Jiawei Yang, professeur adjoint au Département de génie mécanique et matériaux qui est affilié au Département de génie biomédical, a reçu un prestigieux prix de carrière de 644659 $ de la National Science Foundation pour créer des bioadhésives qui peuvent fournir une adhésion solide et stable et se conformer aux exigences mécaniques des tissus biologiques.
Les dispositifs médicaux et les êtres humains sont faits de matériaux très différents. Les dispositifs médicaux sont principalement faits de matériaux durs, comme le métal ou le plastique. Le tissu humain est généralement doux et humide. Il y a un besoin critique de meilleurs adhésifs qui sont doux et humides, comme les tissus humains, pour tricoter les tissus et les appareils. De meilleurs adhésifs peuvent mieux fonctionner avec le corps et amélioreraient considérablement les soins de santé et la qualité de vie des patients. «
JIAWEI YANG, professeur adjoint, Département de génie mécanique et matériaux, Worcester Polytechnic Institute
Dans le cadre de son projet de cinq ans, Yang collaborera avec le Dr Steffen Pabel au Massachusetts General Hospital pour développer un patch cardiaque hydrogel chargé de médicaments pour traiter la fibrillation auriculaire, un type de rythme cardiaque irrégulier. Il créera également des programmes d'éducation et de recherche sur les hydrogels pour les enfants et les étudiants. Le doctorant Jaiatai Sun travaillera sur le projet avec Yang.
« Il existe de nombreuses applications potentielles pour les nouvelles bioadhésives », a déclaré Yang. « Ils pourraient être utilisés pour s'associer à des électrodes qui sont implantées dans le corps pour traiter la maladie de Parkinson ou gérer et traiter l'insuffisance cardiaque. Ils pourraient également être combinés avec des agents thérapeutiques pour guérir le cartilage endommagé ou générer de nouveaux tissus sains. »
Les hydrogels sont des matériaux composés d'eau et de réseaux de polymères, qui sont de très grandes molécules. Les pansements de plaies, les lentilles de contact et les matériaux absorbants dans les couches sont tous des exemples d'hydrogels.
Les bioadhésives hydrogel ont été principalement utilisées en médecine d'urgence pour réparer temporairement les blessures, les plaies fermées et les tissus scellés. Pourtant, ils sont moins adaptés à une utilisation à long terme dans le corps, en particulier dans l'implantation, car ils ne peuvent pas fournir une adhésion forte et stable tout en correspondant aux propriétés mécaniques des tissus cibles dans le corps, a déclaré Yang.
« Les propriétés mécaniques des tissus humains varient considérablement. Le tissu cérébral est extrêmement doux et a besoin d'un hydrogel extrêmement doux, tandis qu'un hydrogel utilisé avec le cartilage doit être suffisamment rigide pour fléchir et supporter le poids », a déclaré Yang. « Une seule taille ne convient pas à tous en ce qui concerne les bioadhésives. »
Les prix de carrière soutiennent les chercheurs en début de carrière dans les collèges et universités alors qu'ils lancent leurs activités professionnelles et jettent les bases de recherches futures. Yang a rejoint la faculté du WPI en 2024 après avoir obtenu son doctorat à l'Université Harvard et travaillé comme chercheur à l'hôpital pour enfants de Boston et au Massachusetts Institute of Technology.
