Un nouveau matériau composite a un potentiel pour une utilisation médicale


Un nouveau matériau composite a un potentiel pour une utilisation médicale

Le professeur Gajanan Bhat tient un tissu polaire élastique. Crédit photo : Andrew Davis Tucker / UGA

Des chercheurs de l’Université de Géorgie ont développé un nouveau matériau aux propriétés idéales les dispositifs médicaux tels que les masques et les bandages. C’est aussi meilleur pour l’environnement que les matériaux actuellement utilisés.

En utilisant des non-tissés – des tissus fabriqués en liant des fibres sans tisser ni tricoter – l’équipe de Gajanan Bhat a pu créer des matériaux composites extensibles, respirants et absorbants – des propriétés idéales pour les produits médicaux. L’incorporation de coton rend également le matériau résultant confortable sur la peau (un facteur important dans les applications médicales) et plus facilement compostable, donc plus durable par rapport aux produits similaires actuellement sur le marché.

Financés par le département américain de l’Agriculture, les chercheurs ont testé diverses combinaisons de coton et de non-tissés – pour des propriétés telles que la respirabilité, l’absorption d’eau et l’extensibilité – avec les non-tissés d’origine. Les composites ont bien performé dans les tests, avaient bonne perméabilité à l’air, étaient plus absorbants et avaient une bonne récupération d’étirement, ce qui signifie qu’ils pouvaient résister à une répétée.

La demande de non-tissés a augmenté ces dernières années, avec une valeur marchande qui devrait atteindre 77 milliards de dollars en 2027, selon un rapport d’Acumen Research and Consulting. Les non-tissés se trouvent dans les produits ménagers courants tels que les couches, les produits d’hygiène féminine et les filtres à air et à eau. Ils sont hydrofuges, élastiques et respirants, et leur capacité à filtrer l’air les rend idéaux à des fins médicales.

« Certains de ces produits biomédicaux, tels que les bandages et les enveloppements, nécessitent un peu d’étirement et de relaxation, mais parce qu’ils entrent en contact avec le corps, le coton aide vraiment », a déclaré Bhat, directeur des textiles, du merchandising et des intérieurs au College of Family and Services aux consommateurs, qui, avec l’étudiante à la maîtrise et première auteure Partha Sikdar et Ph.D. Étudiant de Shafiqul Islam.

Le coton n’est pas aussi extensible que les non-tissés, mais il est plus absorbant et plus doux, ce qui le rend plus confortable à porter. Le coton est également une culture importante en Géorgie et une partie importante de l’économie de l’État. L’USDA recherchait de nouvelles utilisations pour le coton, et Bhat a suggéré de « combiner la toison extensible avec du coton et de faire quelque chose de riche en coton et extensible ».

Un nouveau matériau composite a un potentiel pour une utilisation médicale

Le professeur Gajanan Bhat démontre dans son laboratoire du Riverbend Research Labs North comment un matériau non tissé élastique peut être enveloppé et utilisé comme bandage médical. Crédit photo : Andrew Davis Tucker / UGA

Bhat, qui se spécialise dans les non-tissés, pensait que le matériau résultant pourrait conserver les propriétés souhaitables des non-tissés tout en étant plus pratique et compostable à éliminer.

Pour tester les performances des matériaux composites, Bhat, Sikdar et Islam ont combiné le coton avec deux types de non-tissés, le spunbond et le meltblown. Les non-tissés spunbond contiennent des fibres plus grossières et sont généralement plus extensibles, tandis que les non-tissés soufflés à l’état fondu contiennent des fibres plus fines, ce qui permet une meilleure capacité de filtration.

« L’idée est : quelle combinaison nous donne une bonne performance ? dit Bhat. « Vous voulez qu’il soit extensible avec une certaine récupération d’étirement, mais en même temps respirant et avec une certaine capacité d’absorption. »

L’équipe a préparé des non-tissés de différentes épaisseurs et les a combinés avec une ou deux couches de tissu en coton, créant 13 types à tester.

Les tests ont montré que, par rapport aux non-tissés d’origine, les matériaux composites avaient une capacité d’absorption d’eau améliorée avec une bonne respirabilité en même temps. L’absorption d’eau des composites était trois à dix fois supérieure à celle du tissu sans coton. Les matériaux composites ont également conservé la capacité des non-tissés à récupérer de l’étirement, leur permettant de s’adapter aux mouvements spontanés sans perdre leur forme.

Le processus de fabrication de non-tissés composites permet d’utiliser du coton de qualité inférieure et parfois même des déchets ou du coton recyclé provenant de la production de T-shirts et de draps, a déclaré Bhat, professeur de fibres et de textiles à la Georgia Athletic Association. Les produits qui en résultent sont donc plus durables et moins chers à fabriquer.

L’étude a été publiée dans le Journal of Industrial Textiles.


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Plus d’information:
Partha Sikdar et al., Microstructure et propriétés physiques des non-tissés composites, fabriqués en incorporant des fibres de coton dans des non-tissés élastiques spunbond et Meltblown pour textiles médicaux, Magazine des textiles industriels (2021). DOI : 10.1177/15280837211004287

Fourni par l’Université de Géorgie

Citation: Un nouveau matériau composite a un pour une utilisation (2021, 23 juillet), consulté le 23 juillet 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-07-composite-material-potential-medical.html

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