Des scientifiques créent un nouvel hydrogel qui imite la peau humaine et se régénère tout seul

Nous savons que notre peau subit une régénération pour réparer les tissus endommagés après une blessure. La cicatrisation de la peau est l’un des résultats de cette régénération.

Plusieurs études ont été menées pour développer une peau artificielle possédant ces propriétés régénératrices afin de faciliter les traitements. Aujourd'hui, dans une nouvelle étude publiée dans la revue Nature Materials, des scientifiques ont produit un type d'hydrogel rigide et auto-régénérant qui peut se restructurer 24 heures après avoir été coupé, imitant ainsi la peau humaine.

Guérir les blessures par « enchevêtrement »

Ces hydrogels sont des polymères largement utilisés en médecine pour la cicatrisation des plaies. Auparavant, les gels artificiels ne pouvaient imiter qu’une seule des caractéristiques de la peau humaine : la rigidité ou la régénération. Mais désormais, les chercheurs ont réussi à combiner les deux propriétés dans ce nouvel hydrogel.

Le nouvel hydrogel, aux propriétés douces et spongieuses, avait des nanofeuilles d'argile ultra-fines ajoutées à sa composition. Pour chaque millimètre d’épaisseur, le polymère contient 10 000 couches de nanofeuilles, ce qui assure une rigidité similaire à celle de la peau humaine.

Mais comment fonctionne cet hydrogel ? Les chercheurs ont placé les nanofeuilles dans un mélange d’eau et d’une poudre de monomères (particules qui se combinent pour former des polymères). Ensuite, ce mélange a été exposé sous une lampe à rayonnement ultraviolet (UV).

Selon Chen Liang, auteur principal de l'étude, le rayonnement UV provoque la liaison de molécules individuelles entre elles, de sorte que l'ensemble devient un solide élastique, c'est-à-dire un gel. C’est là qu’intervient le concept d’« enchevêtrement » : les fines couches de polymère commencent à s’enrouler les unes autour des autres comme de minuscules brins de laine, mais dans un ordre aléatoire.

Lorsque ces polymères sont complètement entrelacés, ils sont impossibles à distinguer les uns des autres. « Ils sont très dynamiques et mobiles au niveau moléculaire, et lorsque vous les coupez, ils commencent à s'entrelacer à nouveau », a déclaré Hang Zhang, co-auteur de l'étude.

Quatre heures après avoir coupé ce matériau, il était déjà auto-régénéré à 80 ou 90 %. Après 24 heures, le problème était généralement complètement réparé. Un autre point positif de cet hydrogel est que, grâce à sa grande quantité de nanofeuilles, il devient aussi rigide que la peau humaine et possède un degré d’élasticité et de flexibilité comparable.

« Les hydrogels rigides, solides et auto-cicatrisants constituent depuis longtemps un défi. Nous avons découvert un mécanisme permettant de renforcer les hydrogels conventionnellement mous. « Cela pourrait révolutionner le développement de nouveaux matériaux aux propriétés bio-inspirées », a déclaré Zhang dans un communiqué.

Selon les chercheurs, ce travail est un exemple passionnant de la manière dont les matériaux biologiques inspirent la recherche de nouvelles combinaisons de propriétés pour les matériaux synthétiques. Et même s’il reste encore un long chemin à parcourir avant que ce nouvel hydrogel puisse être appliqué dans le monde réel, les résultats de la recherche représentent un grand pas en avant.

Références de l'actualité :

Nouveau gel créé qui imite la peau humaine et peut se régénérer. 8 mars 2025, Tainá Rodrigues.

Hydrogels rigides et auto-cicatrisants par enchevêtrement de polymères dans un nanoconfinement coplanaire. 7 mars 2025.