Les scientifiques ont établi une méthode de culture de l’hydrogel semblable à la croissance organique des tissus végétaux ou animaux. Cette recherche pourrait avoir un effet profond dans les domaines de l’ingénierie tissulaire et de la robotique douce.

IMITATER LA VIE
Une collaboration entre l’Université technologique de Nanyang, Singapour (NTU Singapour) et l’Université Carnegie Mellon a permis de mettre au point une méthode de culture de l’hydrogel qui ressemble davantage à la forme et à la structure des tissus végétaux ou animaux. Les robots et le domaine médical seront parmi les bénéficiaires.

Lorsque ces tissus sont cultivés naturellement, différentes zones croissent à des rythmes différents, ce qui peut donner lieu à des formes très complexes. Les chercheurs l’ont imité dans leur approche, manipulant la concentration d’oxygène pour créer les conceptions souhaitées. Une concentration plus élevée supprimerait les liaisons croisées entre les produits chimiques, ce qui freinait la croissance.

Ce processus peut être amplifié par l’utilisation de contraintes mécaniques comme le fil souple ou le substrat de verre qui peuvent former des liaisons chimiques avec le gel. Cela peut guider l’auto-assemblage de la substance, ce qui permet de construire toutes sortes de structures différentes.

Les techniques actuelles construisent une structure 3D en ajoutant ou en enlevant des couches de matériaux. Pour que cela soit un succès, l’hydrogel poreux doit imiter le processus d’agrandissement et de prolifération des tissus vivants par polymérisation continue.

DÉVELOPPEMENT DE GEL
L’hydrogel est couramment utilisé pour l‘ingénierie tissulaire et dans le domaine de la robotique douce. On espère que ce processus pourrait rendre la substance encore plus efficace à ces fins.

Nos organes possèdent diverses spécialisations qui leur permettent de bien faire leur travail – par exemple, l’intestin grêle est recouvert de plis microscopiques appelés villosités qui augmentent sa capacité d’absorption des nutriments, en augmentant sa surface. La mise en forme des structures à l’aide de ce nouveau procédé nous permettra de mieux reproduire ce type d’architecture complexe.

« Un plus grand contrôle de la croissance et de l’auto-assemblage des hydrogels en structures complexes offre un éventail de possibilités dans les domaines médical et robotique « , a commenté Subra Suresh, présidente de NTU Singapore dans un communiqué de presse. L’un des domaines qui pourrait être bénéfique est celui de l’ingénierie tissulaire, où le but est de remplacer les tissus biologiques endommagés, par exemple lors de réparations du genou ou de la création de foies artificiels.

On pense que les progrès de la robotique douce pourraient avoir un impact profond sur la prochaine vague de robots et sur notre capacité à créer des organes synthétiques et des prothèses avancées. Nous pouvons déjà produire des muscles artificiels et des coeurs imprimés en 3D, mais une meilleure capacité à imiter les tissus biologiques aidera à propulser ces efforts encore plus loin.

Les hydrogels à croissance contrôlée et à structure contrôlée pourraient s’avérer très utiles pour le développement de robots et de machines qui doivent se déplacer. Si nous pouvons imiter la façon dont notre musculature douce s’interface avec nos squelettes rigides, nous pouvons donner à ces créations une plus grande amplitude de mouvement.

L’étude pourrait également mener à des recherches plus poussées sur la nature même de la croissance cellulaire. Une croissance continue peut être observée dans la majorité de la vie sur terre, donc ce nouveau processus donne aux scientifiques un moyen d’observer comment cela se déroule dans une instance contrôlée.

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