Nouveaux Matériaux: De Nouvelles Avancées Dans La Recherche Sur Les Protéines De Soie

Récemment, l'équipe de Tao Hu, chercheur à l'Institut des microsystèmes et des technologies de l'information de Shanghai de l'Académie chinoise des sciences, a fait des progrès dans la recherche sur l'Interface neuronale des protéines de soie hautement adaptatives.En collaboration avec le 6th People's Hospital, affilié à la faculté de médecine de l'Université Jiao Tong de Shanghai, l'équipe a développé un dispositif bioélectronique Implantable avec un haut niveau d'adaptation tissulaire / organique basé sur du matériel protéique de soie.Sur la base de la conservation de la bonne biocompatibilité de la matière protéique de soie, la reconstruction géométrique contrôlable du dispositif déclenchée par l'eau est obtenue en utilisant les propriétés de supercontraction de la matière protéique de soie avec le processus de liaison, permettant en outre l'adaptation géométrique et fonctionnelle du dispositif au tissu ou à l'organe cible.Résultats de recherche dans Tissue / organAdaptable Bioelectronic Silk - based implants, publié le 22 juillet dans Advanced MaterialsMaterials) dans la revue.

La bio - adaptation est l'une des propriétés les plus importantes des dispositifs bioélectroniques implantables, y compris, mais sans s'y limiter, des caractéristiques telles que la biocompatibilité, la correspondance mécanique, la correspondance géométrique et la correspondance fonctionnelle.La matière protéique de soie est un bon matériau pour la préparation d'implants biomédicaux et a été utilisée cliniquement.Il a d'excellentes propriétés telles que l'absence de toxicité biologique, ne provoque pas de réaction d'exclusion, la dégradation in vivo, la flexibilité, les propriétés mécaniques réglables et la fonctionnalisation réalisable.Mais les biopolymères, à l'exemple des protéines de soie, sont encore confrontés à certains risques et défis lorsqu'ils sont utilisés pour la préparation de dispositifs bioélectroniques: les dispositifs électroniques flexibles actuels ont tendance à s'adapter aux tissus ou organes cibles par des déformations passives, avec un effet d'adhérence limité;En raison des propriétés de dissolution de ce type de matériau, la structure fonctionnelle préparée à sa surface peut se déchirer avec l'expansion de sa surface et ne peut donc pas fonctionner longtemps dans le corps.

En réponse aux défis ci - dessus, les chercheurs ont basé sur les propriétés ultra - rétractables de la membrane de protéines de soie pour assurer que la structure fonctionnelle de la surface de la membrane protéique ne se brise pas face à l'eau, en combinaison avec le processus multicouche de liaison de la membrane de protéines de soie et la conception structurelle ont développé une membrane protéique reconfigurée géométriquement à déclenchement d'eau avec une déformation contrôlable, et ont réalisé des fonctions spécifiques avec la membrane protéi

Inspiré par les plantes grimpantes, l'équipe de recherche a développé une électrode hélicoïdale pour les nerfs périphériques basée sur une membrane de protéines de soie enroulables à double couche et un processus MEMS, et a vérifié sa stimulation électrophysiologique, sa fonction d'enregistrement et sa biocompatibilité somatique à moyen et long terme chez le rat.Des expériences ont montré que cette électrode peut être reconstituée géométriquement par des moyens déclenchés par l'eau, de manière à s'accrocher étroitement au nerf périphérique du rat et à constituer une bonne interface bio - électronique.Après une implantation somatique à moyen et long terme, des réactions d'exclusion significatives dues à l'absence d'électrodes se produisent.Les résultats ci - dessus montrent que les membranes protéiques reconfigurables géométriquement multicouches ont de bonnes perspectives d'application pour la préparation de dispositifs bioélectroniques hautement adaptés.

L'étude a reçu le soutien du Programme national de recherche et développement clé du Ministère des sciences et de la technologie, du Fonds national des sciences naturelles, du programme de recherche scientifique fondamentale de pointe de l'Académie chinoise des sciences « de 0 à 1» pour le projet d'innovation original, du grand programme spécial municipal de Shanghai, du programme de la zone spéciale de recherche fondamentale de la branche de Shanghai de l'Académie chinoise des sciences, etc.

Des membranes protéiques géométriquement reconfigurables déclenchées par l'eau ont été développées sur la base des propriétés ultra - contractiles et du procédé de liaison des protéines de soie, et des électrodes nerveuses périphériques auto - enroulées hydrophiles ont été préparées et des expériences connexes ont été menées en combinaison avec le procédé MEMS.