Les hydrogels 4D sont-ils la forme des choses à venir en génie tissulaire ?

Les nouveaux hydrogels 4D – des matériaux 3D qui ont la capacité de changer de forme au fil du temps en réponse à des stimuli – peuvent conduire au développement de tissus humains, et même d’organes, qui ressemblent davantage à leurs homologues naturels. Les hydrogels peuvent se transformer plusieurs fois de manière préprogrammée ou à la demande en réponse à des déclencheurs externes, selon des chercheurs de l’Université de l’Illinois à Chicago (UIC).

Dans un nouveau Sciences avancées étude, les chercheurs de l’UIC, dirigés par Eben Alsberg, montrent que ces nouveaux matériaux peuvent être utilisés pour aider à développer des tissus qui ressemblent davantage à leurs homologues naturels, qui sont soumis à des forces qui entraînent le mouvement lors de leur formation.

« Les hydrogels peuvent être programmés ou induits pour subir de multiples changements de forme contrôlables au fil du temps. Cette stratégie crée des conditions expérimentales pour imiter ou stimuler partiellement les différents changements de forme continus que subissent les tissus en développement ou en guérison », a déclaré Alsberg à Sharon Parmet dans un article publié sur le site Web de l’UIC. « Cela peut nous permettre d’étudier la morphogenèse et nous aider également à concevoir des architectures tissulaires qui ressemblent davantage aux tissus natifs », a ajouté Alsberg, professeur Richard et Loan Hill de génie biomédical et auteur correspondant de l’article.

Le nouveau matériau est composé de différents hydrogels qui gonflent ou rétrécissent à des vitesses et des degrés différents en réponse à l’eau ou à la concentration de calcium. En créant des motifs de superposition complexes, les chercheurs peuvent guider le matériau du conglomérat pour qu’il se plie d’une manière ou d’une autre à mesure que les couches gonflent ou rétrécissent, écrit Parmet.

« Nous pouvons modifier la forme de ces matériaux en ajustant, par exemple, la quantité de calcium présente », a déclaré Alsberg, qui est également professeur d’orthopédie, de pharmacologie et de génie mécanique et industriel à l’UIC.

Les chercheurs ont réussi à faire en sorte que l’hydrogel se forme en poches de forme similaire aux alvéoles, les minuscules structures en forme de sac dans les poumons où se déroulent les échanges gazeux.

Non seulement les hydrogels sont capables de changer leur architecture plusieurs fois, mais ils sont également hautement cytocompatibles, ce qui signifie que les cellules peuvent être incorporées dans le matériau et resteront vivantes. Cela n’est pas possible avec de nombreux matériaux 4D existants, selon les chercheurs.

La recherche a été financée par des subventions de l’Institut national de l’arthrite et des maladies musculo-squelettiques et cutanées des National Institutes of Health, de l’Institut national d’imagerie biomédicale et de bioingénierie et de l’Institut national du cœur, des poumons et du sang.

Cet article est une gracieuseté de MD+DI’publication sœur de s Les plastiques aujourd’hui.

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