I ricercatori hanno scoperto un metodo efficiente e facile da usare per unire gel e tessuti biologici. Un team di ricercatori francesi è riuscito ad ottenere un'adesione molto forte tra due gel spargendo sulla loro superficie una soluzione contenente nanoparticelle. Fino ad ora, non esisteva un metodo del tutto soddisfacente per ottenere l'adesione tra due gel o due tessuti biologici. Pubblicato online in Natura l'11 dicembre 2013, questo lavoro potrebbe aprire la strada a numerose applicazioni mediche e industriali.

I gel sono materiali composti principalmente da un liquido, per esempio acqua, dispersi in una rete molecolare che conferisce loro solidità. Gli esempi di gel nella nostra quotidianità sono numerosi:gelatina utilizzata nei dolci, gelatina di ribes rosso, lenti a contatto o la parte assorbente dei pannolini dei bambini. Tessuti biologici come pelle, muscoli e organi hanno forti somiglianze con i gel ma, fino ad ora, incollare questi materiali pieni di liquido morbidi e scivolosi utilizzando adesivi normalmente composti da polimeri era un compito apparentemente impossibile.

Leibler è riconosciuto per aver inventato materiali completamente originali che combinano un reale interesse industriale con profondi concetti teorici. Il lavoro svolto in collaborazione con Alba Marcellan e i loro colleghi presso il Laboratoire Matière Molle et Chimie (CNRS/ESPCI ParisTech) e il Laboratoire Physico-Chimie des Polymères et Milieux Dispersés (CNRS/UPMC/ESPCI ParisTech) ha portato a un romanzo idea:incollare i gel tra loro stendendo una soluzione di nanoparticelle sulla loro superficie.

Il principio è il seguente:le nanoparticelle della soluzione si legano alla rete molecolare del gel, un fenomeno noto come adsorbimento e, allo stesso tempo, la rete molecolare lega insieme le particelle. In questo modo, le nanoparticelle stabiliscono innumerevoli connessioni tra i due gel.

Con i suoi colleghi del Laboratoire Matière Molle et Chimie, ha sviluppato gomme supramolecolari capaci di autoripararsi per semplice contatto, dopo essere stato tagliato a pezzi. Ha anche inventato una nuova classe di materiali organici noti come vitrimeri. Riparabile e riciclabile, questi materiali, come il vetro, può essere sagomato a piacere e in maniera reversibile, pur rimanendo insolubile, leggero e forte. Metodo rivoluzionario per incollare gel - e il processo di adesione dei tessuti biologici richiede solo pochi secondi. Il metodo non richiede l'aggiunta di polimeri e non comporta alcuna reazione chimica.

Una soluzione acquosa di nanoparticelle di silice, un composto facilmente disponibile e ampiamente utilizzato nell'industria, in particolare come additivo alimentare, permette di incollare tra loro tutti i tipi di gel, anche quando non hanno la stessa consistenza o le stesse proprietà meccaniche. Oltre alla rapidità e semplicità di utilizzo, l'adesione fornita dalle nanoparticelle è forte poiché la giunzione spesso resiste alla deformazione meglio del gel stesso. Oltre ad offrire un'ottima resistenza all'immersione in acqua, l'adesione è anche autoriparante:due pezzi staccatisi possono essere riposizionati e incollati di nuovo insieme senza aggiungere nanoparticelle. Le nanoparticelle di silice non sono gli unici materiali che mostrano queste proprietà. I ricercatori hanno ottenuto risultati simili utilizzando nanocristalli di cellulosa e nanotubi di carbonio.

Finalmente, illustrare le potenzialità di questa scoperta nel campo dei tessuti biologici, i ricercatori hanno incollato con successo due pezzi di fegato di vitello tagliato con un bisturi utilizzando una soluzione di nanoparticelle di silice.

Questa scoperta apre nuove applicazioni e aree di ricerca, in particolare in campo medico e veterinario e soprattutto in chirurgia e medicina rigenerativa. Può ad esempio essere possibile utilizzare questo metodo per incollare tra loro pelle o organi che hanno subito un'incisione o una lesione profonda. Questo metodo potrebbe inoltre essere di interesse per le industrie di trasformazione alimentare e cosmetica, nonché per i produttori di protesi e dispositivi medici (bende, cerotti, idrogel, eccetera.).