Des chercheurs de l'Université de technologie de Chalmers, en Suède, ont créé un nouveau matériau semblable à du caoutchouc avec un ensemble unique de propriétés, qui pourrait remplacer les tissus humains dans les procédures médicales. Le matériau 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 pour de nouveaux matériaux naturalistes adaptés à l'intégration avec le corps. L'introduction de matières dans le corps comporte de nombreux risques, tels que des infections graves, entre autres. De nombreuses substances utilisées aujourd'hui, comme le Botox, sont très toxiques. Il existe un besoin de nouveaux matériaux plus adaptables.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs de Chalmers ont développé un matériau composé uniquement de composants qui ont déjà fait leurs preuves dans le corps.
Le fondement du matériau est le même que le plexiglas, un matériau qui est courant dans les applications de technologie médicale. Grâce à la refonte de sa composition et à un processus appelé nanostructuration, ils ont donné au matériau nouvellement breveté une combinaison unique de propriétés. L'intention initiale des chercheurs était de produire un matériau dur semblable à un os, mais ils ont rencontré des résultats surprenants.
Nous avons été vraiment surpris que le matériau soit devenu très doux, flexible et extrêmement élastique. Cela ne fonctionnerait pas comme matériau de remplacement osseux, avons-nous conclu. Mais les propriétés nouvelles et inattendues ont rendu notre découverte tout aussi passionnante. «
Anand Kumar Rajasekharan, Ph.D. en science des matériaux et l'un des chercheurs derrière l'étude
Les résultats ont montré que le nouveau matériau de type caoutchouc peut convenir à de nombreuses applications qui nécessitent une combinaison inhabituelle de propriétés – haute élasticité, facilité de mise en œuvre et 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 la prolifération des bactéries à la surface, ce qui signifie qu'il est très bien adapté à des usages médicaux», explique Martin Andersson, directeur de recherche pour le et professeur de chimie à Chalmers.
La structure du nouveau matériau nano-caoutchouc permet de traiter sa surface afin qu'elle devienne antibactérienne, de manière naturelle et non toxique. Ceci est réalisé en collant des peptides antimicrobiens – de petites protéines qui font partie de notre système immunitaire inné – sur sa surface. Cela peut aider à réduire le besoin d'antibiotiques, une contribution importante à la lutte contre la résistance croissante aux antibiotiques.
Parce que le nouveau matériau peut être injecté et inséré via une chirurgie en trou de serrure, il peut également aider à réduire le besoin d'une chirurgie drastique et d'opérations pour reconstruire des parties du corps. Le matériau peut être injecté via une canule standard sous forme de 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 décompose et des frottements entre les os, provoquant une grande douleur pour la personne affectée. Ce matériau pourrait potentiellement servir de remplacement dans ces cas », poursuit Martin Andersson.
Un autre avantage du matériau est qu'il contient des nanopores ordonnés en trois dimensions. 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, évitant, par exemple, d'avoir à traiter tout le corps avec des médicaments, ce qui pourrait aider à réduire les problèmes associés aux effets secondaires. Puisqu'il est non toxique, il fonctionne également bien comme agent de remplissage – 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 société nouvellement fondée, Amferia, pour diffuser la recherche dans l'industrie. J'ai été ravi de constater un réel intérêt pour notre matériel. Il est prometteur pour atteindre notre objectif, qui est de apporter un réel bénéfice sociétal », conclut Anand.
Lisez l'étude «Biomatériaux élastomères mésoporeux résistants formés dans des conditions ambiantes» dans la revue scientifique ACS Nano.
Le chemin de la recherche vers le bénéfice sociétal et la commercialisation, à travers la start-up Amferia et Chalmers Ventures
Afin que la découverte du nouveau matériel soit utile et commercialisée, les chercheurs ont breveté leur innovation avant la publication de l'étude. Le brevet appartient à la start-up Amferia, fondée par Martin Andersson et Anand Kumar Rajasekharan, deux des chercheurs à l'origine de l'étude, ainsi que le chercheur Saba Atefyekta qui a récemment obtenu un doctorat. en science des matériaux à Chalmers. Anand est maintenant PDG d'Amferia et dirigera l'application du nouveau matériel et le développement de l'entreprise.
Amferia a déjà été noté pour un patch antibactérien pour plaie développé par la même équipe. Amferia dispose désormais de l'innovation du nouveau nano-caoutchouc et du patch antibactérien pour plaies. Le développement de l'entreprise et la voie des innovations vers le profit sont désormais menés en collaboration avec Chalmers Ventures, filiale de Chalmers University of Technology.
La source:
Université de technologie de Chalmers
