C’est dans les laboratoires de l’Université de l’Illinois que Bakul C. Dave a découvert un verre aux propriétés très originales. Ce matériau bioactif, qui réagit chimiquement et physiquement à son environnement, peut absorber des biomolécules avant de les rendre sous certaines conditions. Ce verre transparent est le résultat d’un mélange de gel de silice organiquement modifié et d’eau (l’eau représente environ 20% du matériau). La solution ainsi obtenue durcit en cinq minutes pour se transformer en gel élastique. Cette structure alvéolée, constituée de pores microscopiques, peut absorber des protéines, des enzymes et toutes sortes de biomolécules. En tant que matériau bio inerte, ou « biocompatible », le verre ne modifie pas les molécules qu’il a absorbées. Il réagit toutefois à des stimuli spécifiques, entraînant la libération des biomolécules ainsi emprisonnées. C’est cette propriété bien particulière, couplée à un risque très faible de rejet du matériau de la part du corps (grâce à la biocompatibilité), qui en fait une voie de développement très intéressante pour les thérapies nécessitant la diffusion de médicaments de façon régulière et à faible dose.

Des applications multiples

Ce verre intelligent répond à diverses formes de stimulations : Les changements de température ou d’acidité font varier son volume et sa forme, tout comme le sel ou les champs électriques. Une large palette de stimuli chimique fait aussi réagir le matériau. La sensibilité du verre peut être définie en fonction de la quantité de gel de silice utilisée pour créer le matériau. C’est lors de ses changements de forme que le verre absorbe ou rejette les biomolécules, grâce à son système de pores microscopiques. Bakul C. Dave évoque déjà la possibilité d’imiter la réaction naturelle du pancréas, et ainsi de gérer le taux d’insuline en fonction de la concentration de glucose dans le sang. Des expériences sont en cours sur des souris. Les animaux ont reçu des implants en « verre intelligent » d’à peine un millimètre. Chargés d’insuline, ces implants pourraient durer plusieurs années. C’est du moins ce qu’espèrent les chercheurs. D’autres applications sont bien sûr envisagées. Comme la conception de minuscules canalisations, valves et réservoirs que l’on pourrait ouvrir et fermer par des stimuli chimiques ou électriques, plus simple à mettre en œuvre que des actions mécaniques. Les chercheurs se penchent également sur la possibilité d’utiliser ce verre intelligent sous forme de capteurs, qui se modifieraient en fonction de leurs conditions environnementales, et fourniraient ainsi de précieuses informations. Le champ des applications semble, de toute façon, d’ores et déjà, extrêmement large.