Au sein du Centre for Textile Science and Engineering (CTSE) de l’Université de Gand, les chercheurs étudient comment des membranes de nanofibres obtenues par électrofilage peuvent servir de matrice poreuse de renforcement pour les hydrogels du pansement connecté (Figure 1). Cette approche permet d’apporter la résistance mécanique nécessaire tout en préservant la flexibilité et la perméabilité à l’humidité du dispositif.
Ces membranes de nanofibres peuvent également être utilisées comme support pour les nanoparticules contenant des médicaments intégrées à l’hydrogel, afin d’en assurer une répartition homogène. Elles pourraient également servir de support aux capteurs flexibles développés dans le cadre du projet.
Production des nanofibres par électrofilage
Pour produire ces membranes de nanofibres, les chercheurs utilisent une technique appelée électrofilage en solution (Figure 2). Des polymères, généralement des matières plastiques, sont dissous dans un solvant adapté puis injectés à travers une aiguille.
L’application d’un champ électrique à haute tension entre cette aiguille et un collecteur génère un jet de matière chargé électriquement. Au cours de son trajet, le solvant s’évapore progressivement et des nanofibres d’un diamètre inférieur à un micromètre se forment puis se déposent sur le collecteur.
Le résultat est une membrane non tissée composée de nanofibres très fines, présentant une forte porosité, une grande surface spécifique et une excellente flexibilité, des caractéristiques particulièrement intéressantes pour l’application visée.
Matériaux sélectionnés pour les membranes de nanofibres
Pour le pansement connecté développé dans le cadre du projet DIAMOND, les matériaux ont été sélectionnés en fonction de leur biocompatibilité, de leurs propriétés mécaniques et de leur facilité de mise en œuvre avec des solvants non nocifs.
Deux matériaux ont été identifiés comme particulièrement prometteurs : le polycaprolactone (PCL) et le polyéther-bloc-amide (PEBA) (Figure 3).
Après fabrication, les membranes en PCL se sont révélées moins adaptées au transfert des électrodes des capteurs en raison de leur faible résistance à la rupture et de leur sensibilité aux températures élevées. Leur grande flexibilité pourrait néanmoins constituer un avantage pour l’intégration dans les hydrogels.
À l’inverse, les membranes en PEBA présentent des propriétés mécaniques mieux adaptées au transfert des électrodes des capteurs, comme l’ont confirmé les essais réalisés avec Centexbel. Elles offrent également une meilleure résistance thermique.
Les prochaines étapes du projet
Au cours des prochains mois, les travaux porteront sur l’intégration des deux types de membranes dans les hydrogels développés par l’UMET (Université de Lille). Les chercheurs étudieront notamment l’influence du choix du matériau, de l’épaisseur des membranes et du diamètre des fibres sur les propriétés mécaniques de l’ensemble.
En parallèle, ces membranes seront combinées aux nano- et microparticules développées par Materia Nova afin d’optimiser leur distribution au sein des hydrogels.
Enfin, l’équipe du CTSE accueille Denis Samburskii en tant que nouveau chercheur impliqué dans le projet DIAMOND.