Auteur: Muhammet Furkan Bolakar | Moleculair Bioloog & Wetenschapscommunicator
Onderzoekers boeken een spectaculaire doorbraak in de biotechnologie. Zij ontwikkelden een zelfherstellende gel die menselijke huid nabootst en schade zelfstandig repareert. Dit innovatieve materiaal voelt natuurlijk aan en reageert bovendien direct op prikkels. Wetenschappers zien daarom grote kansen voor deze technologie. Enerzijds biedt het directe oplossingen voor patiënten met ernstige brandwonden. Anderzijds profiteert ook de robotica van deze vinding. In dit artikel ontdekt u hoe deze technologie onze toekomst verandert.
De technologie achter de gel
In een baanbrekende prestatie hebben wetenschappers van de Aalto Universiteit (Finland) en de Universiteit van Bayreuth (Duitsland) een nieuwe hydrogel ontwikkeld. Deze gel combineert duurzaamheid, flexibiliteit en zelfherstellend vermogen – een combinatie die nog nooit eerder in synthetische materialen was bereikt.
Wat maakt deze gel bijzonder?
We komen dagelijks in aanraking met gels: van zachte, kleverige producten in haarverzorging tot gelei-achtige ingrediënten in voeding. Zelfs de menselijke huid heeft gelachtige eigenschappen, maar beschikt over een unieke combinatie van sterkte, soepelheid en zelfherstellend vermogen. Normaal gesproken herstelt de huid zichzelf binnen 24 uur na een verwonding. Tot nu toe konden synthetische gels echter slechts één van deze eigenschappen nabootsen, maar nooit alle drie tegelijk.
Het onderzoeksteam overwon deze beperking door ultradunne, grote klei-nanosheets te integreren in de structuur van de hydrogel. Daardoor ontstond een sterk verstrengeld netwerk van polymeren tussen de nanosheets. Als gevolg hiervan nam de mechanische sterkte van de gel aanzienlijk toe en werden tegelijkertijd opmerkelijke zelfherstellende eigenschappen mogelijk.
Indrukwekkende herstelcijfers
Wanneer de hydrogel wordt doorgesneden, herstelt 80–90% van de schade zich binnen vier uur. Na 24 uur is het herstel bovendien bijna volledig. De hydrogel is weliswaar slechts 1 millimeter dik, maar bevat desondanks ongeveer 10.000 nanosheets. Hierdoor vertoont de gel een huidachtige combinatie van stevigheid en flexibiliteit.
Volgens prof. Josef Breu geldt: “De sleutel tot het bereiken van een hoge sterkte ligt in de toevoeging van ultragrote, ultradunne klei-nanosheets die gelijkmatig in water opzwellen.”
Deze baanbrekende samenwerking tussen Aalto en Bayreuth werd gepubliceerd in Nature Materials onder de titel “Stiff and self-healing hydrogels by polymer entanglements in co-planar nanoconfinement”. Dientengevolge kan dit leiden tot transformatieve innovaties in de biomedische sector, zachte robotica en synthetische weefseltechnologie.
Toepassingen in de zorg en robotica
De medische wereld reageert enthousiast op deze ontdekking. Artsen kunnen deze gel in de toekomst inzetten voor een snellere wondgenezing. Daarnaast ziet ook de robotica grote voordelen. Robots krijgen door deze laag namelijk een tastzin die bijna menselijk aanvoelt. Dit maakt de interactie tussen mens en machine bijgevolg veiliger en nauwkeuriger. Het team test de gel momenteel bovendien in diverse klinische omgevingen.
Meer lezen over medische innovaties
Wilt u op de hoogte blijven van de laatste ontwikkelingen? Lees dan ook ons artikel over de weg naar herstel na Long Covid. Voor een breder overzicht van de actualiteiten bekijkt u de top tien van het meest besproken nieuws vandaag.
