Un nouvel hydrogel de l’Université de Stanford utilise une structure moléculaire de type Velcro pour durer plus longtemps dans le corps

Les scientifiques de Stanford ont mis au point un nouvel hydrogel dont la structure moléculaire de type Velcro lui permet de rester intact plus longtemps à la température du corps. On espère pouvoir l’injecter à un patient et lui administrer des médicaments pendant des semaines ou des mois, à mesure qu’il se dissout lentement.

Les hydrogels ne sont pas étrangers au corps humain – les chercheurs les expérimentent en médecine depuis des années. Ils se sont révélés prometteurs comme pansements « intelligents », échafaudages pour aider les tissus endommagés à repousser, et systèmes d’administration de médicaments qui ciblent des zones particulières comme les tumeurs, libérant leur charge utile lentement au fil du temps ou à partir de déclencheurs comme la force mécanique.

Mais l’un des obstacles auxquels les hydrogels doivent faire face est la température du corps – la chaleur élevée peut dissoudre le gel trop rapidement. Pour cette nouvelle étude, les chercheurs de Stanford ont donc entrepris de développer un nouvel hydrogel résistant qui ne se décollerait pas si facilement.

La recette faisait appel à deux ingrédients solides : de longs et fins brins de polymère conçus pour s’emmêler et des nanoparticules qui guident ce comportement d’emmêlement. Lorsque les deux sont mélangés dans l’eau, les polymères s’enroulent autour des particules, un processus que l’équipe compare au « velcro moléculaire ».

Mais ce processus fait intervenir des phénomènes physiques plus complexes que vous ne le pensez. Selon l’équipe, la liaison entre le polymère et la particule est suffisamment forte pour faire sortir les molécules d’eau emprisonnées entre elles. Cela permet au gel de se congeler à température ambiante et de maintenir sa structure plus longtemps à la température plus chaude du corps humain.

Le gel n’est pas prêt pour l’utilisation humaine dans sa forme actuelle, met en garde l’équipe – les particules sont faites de polystyrène, ce que vous ne voudriez pas avoir dans votre corps. Mais les prochaines étapes du travail consistent à les remplacer par des matériaux biocompatibles.

« Nous essayons de fabriquer un gel que vous pourriez injecter avec une épingle, et vous auriez alors un petit blob qui se dissoudrait très lentement pendant trois à six mois pour assurer une thérapie continue », explique Eric Appel, auteur principal de l’étude. « Cela changerait la donne dans la lutte contre les maladies graves dans le monde entier ».

https://www.nature.com/articles/s41467-021-21024-7

https://news.stanford.edu/2021/02/04/injectable-gels-release-medicines-time/