En médecine reconstructive et régénérative, il devient essentiel de pouvoir optimiser l’interface entre la prothèse, l’implant et les tissus humains ; cette équipe de bioingénieurs de l’Université de Chicago, présente ici, dans la revue Science, un nouvel hydrogel « soft » semi-conducteur hydrogel qui constitue ce type d’avancée majeure pour la bioélectronique interfacée avec les tissus. Ce nouveau matériau, développé précisément à l'UChicago Pritzker School of Molecular Engineering peut créer de meilleures interfaces cerveau-machine et servir de matériau de base à des biocapteurs et des stimulateurs cardiaques.
L’hydrogel conserve la capacité semi-conductrice nécessaire pour transmettre des informations entre les tissus vivants et la machine
et pourrait donc être utilisé à la fois dans les dispositifs médicaux implantables et dans les applications non chirurgicales. Il est présenté comme
« le matériau idéal pour interfacer l'électronique avec les tissus vivants »
et décrit comme doux, extensible et tout aussi hydrophile que le tissu humain. Sa capacité de semi-conducteur va lui permettre d’être utilisé pour des stimulateurs cardiaques, des biocapteurs mais aussi des dispositifs d’administration de médicaments.
L’invention est le fruit d’une révision complète du processus de création des hydrogels dans l’objectif de développer justement un type d’hydrogel semi-conducteur Le résultat est un gel bleuté qui flotte comme une gelée marine dans l’eau mais conserve l’immense capacité semi-conductrice nécessaire pour
transmettre des informations entre les tissus vivants et la machine.
Le matériau peut faire l’interface avec des tissus aussi mous, démontre ici une extensibilité de 150 % et une capacité à porter des charges suffisamment élevée pour en faire une interface bioélectronique idéale.
« Lors de la fabrication de dispositifs bioélectroniques implantables, l’un des défis à relever est de fabriquer un dispositif doté de propriétés mécaniques similaires à celles des tissus », explique l’un des auteurs principaux, Yahao Dai, bioingénieur à l’UChicago. « De cette façon, lorsque l’hydrogel est directement interfacé avec le tissu,
ils peuvent se déformer ensemble et former également une bio-interface très intime ».
Enfin, les chercheurs soulignent tout le potentiel de ce nouveau matériau, aux applications non chirurgicales également possibles, dont de meilleures lectures sur la peau (tracker) ou pour le soin de plaies.
Source: Science 24 Oct, 2024 DOI: 10.1126/science.adp9314 Soft hydrogel semiconductors with augmented biointeractive functions
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Équipe de rédaction SantélogOct 28, 2024Rédaction Santé log