Des hydrogels fabriqués de façon plus sûre et écologique grâce aux ultrasons
En collaboration avec Polytechnique MontrĂ©al, une Ă©quipe de recherche de l’UniversitĂ© şĂÉ«TVl a mis au point une nouvelle mĂ©thode de fabrication d’hydrogels Ă l’aide d’ultrasons, Ă©liminant ainsi le recours Ă des initiateurs chimiques toxiques. Cette dĂ©couverte offre une approche plus rapide, plus propre et plus durable de la fabrication des hydrogels, et donne un produit plus solide, plus souple et très rĂ©sistant au gel et Ă la dĂ©shydratation. Cette nouvelle mĂ©thode devrait Ă©galement faciliter les progrès dans les domaines du gĂ©nie tissulaire, des bioadhĂ©sifs et de la bio-impression 3D.
Les hydrogels sont des gels composés de polymères capables d’absorber et de retenir de grandes quantités d’eau. Ils sont largement utilisés dans les pansements, l’administration de médicaments, le génie tissulaire, la robotique souple, les lentilles de contact souples, etc.
Un hydrogel fabriqué en quelques minutes
La fabrication traditionnelle des hydrogels repose sur des « initiateurs » chimiques, dont certains peuvent ĂŞtre nocifs, en particulier dans les applications mĂ©dicales. Ces « initiateurs » sont des produits qui dĂ©clenchent des rĂ©actions chimiques en chaĂ®ne. L’équipe de recherche de şĂÉ«TVl, dirigĂ©e par le professeur de gĂ©nie mĂ©canique Jianyu Li, a mis au point une autre mĂ©thode de fabrication, qui repose sur les ultrasons. Lorsqu’on expose un prĂ©curseur liquide aux ultrasons, les ondes sonores crĂ©ent des bulles microscopiques qui Ă©clatent en dĂ©gageant beaucoup d’énergie, ce qui conduit Ă la formation d’un gel en seulement quelques minutes.
« Le problème que nous cherchions à résoudre était celui de l’utilisation d’initiateurs chimiques toxiques, explique le Pr Li. Notre méthode de fabrication élimine le recours à ces produits. Le processus est donc plus sûr pour l’organisme et meilleur pour l’environnement. »
Cette technique reposant sur les ultrasons porte le nom de « sonogel ».
« La synthèse classique d’un hydrogel peut prendre des heures, voire toute une nuit avec la lumière UV, précise le professeur. Or, avec les ultrasons, cela ne prend que cinq minutes. »
Une révolution dans les applications biomédicales
L’une des possibilités les plus prometteuses de cette technologie est le traitement médical non invasif. En effet, comme les ondes ultrasoniques peuvent pénétrer profondément dans les tissus, cette méthode pourrait permettre la formation d’hydrogel dans le corps, sans intervention chirurgicale.
« On pourrait injecter un précurseur liquide et utiliser des ultrasons pour le solidifier précisément au bon endroit, expose Jianyu Li. Cela pourrait changer la donne dans le traitement des lésions tissulaires et en médecine régénérative. En affinant cette technique, nous pourrions même ouvrir de nouvelles possibilités pour une production plus sûre et écologique. »
Cette technique ouvre également la voie à la bio-impression 3D par ultrasons : au lieu de recourir à la lumière ou à la chaleur, les chercheurs pourraient utiliser des ondes sonores pour « imprimer » avec précision des structures d’hydrogel.
« En exploitant les ultrasons focalisés à haute intensité, nous pouvons façonner et construire des hydrogels avec une précision remarquable », conclut Jean Provost, l’un des coauteurs de l’étude, et professeur adjoint de génie physique à Polytechnique Montréal.
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L’article « », par Jianyu Li et coll., a été publié dans la revue Advanced Science. Cette étude a été financée par le programme NOVA FRQNT-CRSNG.
