Biohydrogels - biomaterialen die zijn samengesteld uit polymeerketens gedispergeerd in water - zijn door onderzoekers nauwkeurig bestudeerd vanwege hun potentiële gebruik in biomedische toepassingen, zoals bij weefselherstel, als chirurgische afdichtingsmiddelen, en in 3D biofabricage.

Aangezien deze gels deeltjes in vaste toestand bevatten die in vloeibare toestand als moleculen zijn gedispergeerd, ze bewegen vaak tussen sols (de vloeibare vorm van een colloïde) en gels (de zachte vaste vorm van een colloïde), afhankelijk van of ze op kamertemperatuur of op lichaamstemperatuur zijn. Deze wijzigingen kunnen problemen opleveren, afhankelijk van het beoogde gebruik.

In deze week Fysica van vloeistoffen , onderzoekers in Nieuw-Zeeland, Canada en de Verenigde Staten bestudeerden het effect van temperatuur op hydrogels. Ze ontdekten dat het maken van hydrogels bij kamertemperatuur of lager resulteert in robuustere materialen die effectiever werken wanneer ze in het lichaam worden gebruikt.

"Als we een pleister willen maken voor een longpunctie, we willen iets dat biologisch afbreekbaar is in het lichaam, maar is, tegelijkertijd, erg plakkerig, dus het hecht aan de long en is taai, zodat het kan werken als de long uitzet en krimpt, " zei auteur Heon Park, aan de Universiteit van Canterbury.

De bevindingen kunnen zeer nuttig zijn bij het 3D-printen van biomaterialen. Bij het printen van tissues, zoals een stuk van een long, of kunstmatig materiaal afdrukken, zoals dialysemembraan, bioink (hydrogel plus cellen) wordt momenteel opgeslagen in een spuitcilinder, en het stroomt uit de spuit door een mondstuk door in een zuiger te knijpen.

De auteurs tonen aan dat de bioink onregelmatig als een gel door het mondstuk zal stromen, als het mondstuk of het vat op kamertemperatuur is, en dit zal resulteren in een gedrukt deel dat uit vorm is.

"Ons onderzoek toont ook aan dat de temperatuur van de bioinkt in de printspuit op lichaamstemperatuur moet zijn, zodat het gemakkelijk stroomt wanneer het tevoorschijn komt, en dat het printbed op kamertemperatuur of lager moet zijn, zodat het bedrukte deel hard wordt, ' zei Parket.

De onderzoekers ontdekten ook methoden om het drogen van hydrogels te minimaliseren, een probleem dat in veel lopende onderzoeken aan het licht is gekomen.

"Grote foto, we hebben aangetoond dat de beste manier om starre en plakkerige biomaterialen te ontwikkelen is door de temperatuur te veranderen in plaats van door de hydrogels te herformuleren, ' zei Parket.