Des chercheurs ont mis au point un nouveau type de muscle artificiel à partir de protéines naturelles

Des chercheurs ont mis au point un nouveau type de muscle artificiel entièrement fabriqué à partir de protéines naturelles. En réagissant aux changements de son environnement, le muscle peut se plier à la demande, ce qui pourrait le rendre utile pour les implants, les prothèses ou la robotique.

Aussi prometteuse que soit cette technologie, les muscles artificiels restent la plupart du temps un peu trop artificiels, souvent constitués de plastique, de nylon, de caoutchouc, de nanotubes de carbone cireux, etc. Ils sont donc parfaits pour les robots, mais des protéines naturelles pourraient les rendre plus compatibles avec une utilisation à l’intérieur du corps humain.

Pour cette nouvelle étude, des chercheurs de l’université de Fribourg ont créé des muscles artificiels entièrement « biosourcés ». Ils sont composés d’élastine, une protéine naturelle qui confère aux tissus tels que la peau et les vaisseaux sanguins leur élasticité. À partir de ce point de départ, l’équipe a fabriqué deux variantes de la protéine qui répondent à des stimuli différents – des fluctuations de température et d’acidité. Elles ont ensuite été combinées en couches pour créer un muscle qui fléchirait dans une direction en réponse à un stimulus, et dans une autre direction lorsque l’autre stimulus est appliqué.

Le résultat final est un muscle artificiel alimenté par du sulfite de sodium, qui peut être mis en mouvement de manière rythmique grâce à une réaction chimique oscillante. Ce processus peut être déclenché en réglant la température à 20 °C, puis les changements dans l’équilibre du pH entraînent la contraction du muscle dans un mouvement de va-et-vient. Le cycle peut être désactivé en changeant la température. Les muscles sont donc relativement programmables en modifiant leur structure, de sorte que leurs mouvements peuvent être orientés dans une direction spécifique en réponse à un certain stimulus.

Outre les applications potentielles en robotique douce ou en prothétique, l’équipe affirme que ce nouveau type de muscle artificiel est biocompatible, de sorte qu’il pourrait être adapté à des tissus spécifiques et utilisé dans le corps pour des implants ou en médecine reconstructive.

« Comme il est dérivé de la protéine naturelle qu’est l’élastine et que nous le produisons par des moyens biotechnologiques, notre matériau est marqué par une grande durabilité qui est également pertinente pour les applications techniques », a déclaré le Dr Stefan Schiller, auteur correspondant de l’étude. « À l’avenir, le matériau pourrait être développé davantage pour répondre à d’autres stimuli, tels que la concentration de sel dans l’environnement, et pour consommer d’autres sources d’énergie, comme le malate dérivé de la biomasse. »

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aisy.202100189

https://www.pr.uni-freiburg.de/pm-en/press-releases-2022/artificial-muscles-made-of-proteins