I ricercatori stanno sviluppando idrogel più forti e più flessibili per tendini artificiali
I ricercatori della Samueli School of Engineering dell’Università della California di Los Angeles hanno sviluppato un nuovo processo in due fasi per aumentare la forza degli idrogel che potrebbero essere utilizzati per creare tendini, legamenti e cartilagine artificiali.
Gli idrogel mostrano risultati promettenti nelle applicazioni biomediche come i tessuti sostitutivi, nei robot morbidi e nell’elettronica indossabile. Tuttavia, gli attuali idrogel sintetici non sono ancora abbastanza resistenti o durevoli per sostituire i tessuti sottoposti a forte stress.
Per risolvere questo problema, i ricercatori dell’UCLA hanno sviluppato un processo in due fasi che combina ingegneria molecolare e strutturale per produrre idrogel dieci volte più resistenti del tessuto naturale. Per la produzione del loro prototipo di idrogel, hanno scelto un materiale di alcol polivinilico approvato dalla FDA.
Per prima cosa usano il processo di solidificazione in freeze-casting, che crea polimeri porosi e concentrati, paragonabili a una spugna. Hanno quindi utilizzato un trattamento di salatura per cristallizzare le catene polimeriche in forti fibrille. La combinazione di questi due processi forma una serie di strutture di interconnessione dal livello molecolare a quello millimetrico all’interno degli idrogel, rendendoli più forti ed estensibili.
Per testare la durata dei nuovi idrogel, i ricercatori hanno eseguito 30.000 cicli di allungamento durante i quali il materiale non ha mostrato segni di deterioramento.
Durante il loro studio, il team dell’UCLA ha ottenuto nuove strutture di idrogel con non solo una maggiore resistenza ma anche una maggiore flessibilità. Credono che ciò potrebbe consentire la stampa 3D di idrogel in configurazioni precedentemente irraggiungibili.
I ricercatori hanno anche dimostrato che tali strutture stampate in 3D possono essere potenzialmente convertite in forme diverse modificando aspetti come temperatura, acidità o umidità. In questo modo gli idrogel potrebbero funzionare come muscoli artificiali in grado di esercitare una forza considerevole e avere un alto grado di elasticità.
Ulteriori dettagli dello studio possono essere trovati nel documento scientifico ” Idrogel forti e resistenti tramite la sinergia di congelamento e salatura “, che è stato pubblicato sulla rivista Nature.
