Ultrasoon hydrogels maken

Hydrogels creëren met ultrasoon geluid. Dat elimineert de noodzaak van giftige chemische initiatoren, blijkt sneller, schoner en duurzamer en resulteert in sterkere, flexibelere hydrogels die goed bestand zijn tegen bevriezing en uitdroging. Dat stellen de uitvinders van de McGill University en Polytechnique Montréal.

Hydrogels zijn samengesteld uit polymeren die grote hoeveelheden water kunnen absorberen en vasthouden. Ze worden veelvuldig gebruikt in wondverbanden, medicijnafgifte, weefseltechniek, zachte robotica, zachte contactlenzen en meer.

Gelvorming binnen enkele minuten

Traditionele hydrogelproductie is afhankelijk van chemische initiatoren, waarvan sommige schadelijk kunnen zijn, vooral in medische toepassingen. Het onderzoeksteam heeft nu een alternatieve methode ontwikkeld die gebruikmaakt van ultrasoon geluid. Wanneer dit geluid wordt toegepast op een vloeibare voorloper, creëren geluidsgolven microscopische bellen die met immense energie instorten, wat binnen enkele minuten gelvorming veroorzaakt. De ultrasoon aangedreven techniek wordt sonogel genoemd.

“Typische hydrogel-synthese kan uren duren of zelfs een hele nacht onder UV-licht,” zei eerste onderzoeker Jianyu Li. “Met ultrasoon geluid gebeurt het in slechts vijf minuten.”

Hydrogels in het lichaam vormen?

Een van de meest bijzondere mogelijkheden ligt in niet-invasieve medische behandelingen. Omdat ultrasone golven diep in weefsels kunnen doordringen, zou deze methode het mogelijk kunnen maken om hydrogels in het lichaam te vormen zonder chirurgie.

“Stel je voor dat je een vloeibare voorloper injecteert en met ultrasoon geluid deze precies op de gewenste plek verhardt”, zei Li. “Dit zou een doorbraak kunnen zijn voor de behandeling van weefselbeschadiging en regeneratieve geneeskunde. Met verdere verfijning kunnen we nieuwe mogelijkheden ontsluiten voor veiligere, groenere materiaalproductie.”

De techniek opent ook de deur naar ultrasoon gebaseerde 3D-bioprinting. In plaats van te vertrouwen op licht of warmte, kunnen onderzoekers geluidsgolven gebruiken om hydrogelstructuren nauwkeurig te “printen.”

“Door gebruik te maken van hoogintensieve gerichte ultrasoon geluiden kunnen we hydrogels vormen en bouwen met opmerkelijke precisie,” zegt co-auteur Jean Provost.