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Les tissus de calmar et la chimie se combinent pour des hydrogels polyvalents

Les capacités naturelles des tissus de calmar et la créativité des chimistes se combinent pour orienter la recherche sur les hydrogels vers de nouvelles directions.

Les hydrogels sont des réseaux de polymères contenant de grandes quantités d’eau et sont explorés pour de nombreuses utilisations, y compris les prothèses médicales.

Les tissus biologiques naturels présentent des propriétés uniques essentielles à leurs fonctions, que les chercheurs cherchent à reproduire dans des hydrogels. Les muscle mass, par exemple, en furthermore de la pressure et de la flexibilité, ont des propriétés physiques qui varient dans différentes directions et sont construits à partir d’une hiérarchie de buildings travaillant ensemble. Les os et les vaisseaux sanguins présentent également ces caractéristiques, connues sous le nom d’anisotropie hiérarchique.

Contrairement aux tissus naturels que les chercheurs souhaitent imiter, la plupart des hydrogels synthétiques ont des propriétés uniformes dans toutes les directions et sont structurellement faibles.

“En combinant les propriétés des tissus dérivés du calmar avec des polymères synthétiques, nous avons démontré une stratégie hybride qui sert de méthode générale pour préparer des hydrogels avec une anisotropie hiérarchique utile et également une ténacité”, explique le scientifique des polymères Tasuku Nakajima de l’équipe de l’Université d’Hokkaido.

Le processus de fabrication start par un manteau de calmar congelé disponible dans le commerce – la principale partie externe d’un calmar. Chez les calmars vivants, le manteau se dilate pour absorber l’eau dans le corps, puis se contracte fortement pour projeter l’eau vers l’extérieur sous forme de jet. Les chercheurs ont profité des preparations moléculaires au sein de ce système naturel pour construire leur gel bio-imitateur.

Le traitement chimique et thermique de fines tranches de tissu de calmar décongelé mélangé avec des molécules de polymère de polyacrylamide a initié la formation de l’hydrogel hybride réticulé. avec le réseau de polymères synthétiques intégré et lié au réseau de fibres musculaires as well as naturel dérivé du manteau de calmar.

“Le gel DN que nous avons synthétisé est beaucoup furthermore résistant et additionally élastique que le manteau de calmar naturel”, explique le professeur Jian Ping Gong, qui dirigeait l’équipe. “La composition composite exceptional rend également le matériau incroyablement résistant à la rupture, quatre fois plus résistant que le matériau d’origine.”

Le travail actuel de preuve de principle ne devrait être que le début de l’exploration de nombreux autres hydrogels hybrides qui pourraient exploiter les propriétés uniques d’autres systèmes naturels. Les méduses ont déjà été utilisées comme source de matériau pour des hydrogels à réseau unique plus simples, elles sont donc un prochain choix évident pour explorer les alternatives hybrides à double réseau.

“Les programs possibles incluent les tissus fibreux artificiels porteurs, tels que les ligaments et les tendons artificiels, à use médical”, explique Gong.