Brusklignende Gel Sterk Nok Til Kunstige Knær

menneskelig brusk er et komplekst materiale-sterkt nok til å ta mye vekt, men også fleksibelt nok til å dempe virkningen på leddene og strekke og vri i forskjellige retninger.

denne kompleksiteten er grunnen til at forskere har blitt utfordret til å finne et levedyktig kunstig alternativ til brusk i et laboratorium. Imidlertid tror forskere ved Duke University at de har kommet nær med en ny gel som kan matche både styrken og holdbarheten til det menneskelige materialet.

materialet Som Duke-teamet utviklet er en hydrogel-et materiale som består av vannabsorberende polymerer-som ligner på menneskelig brusk ved at den tåler store belastninger og vendinger uten betydelig slitasje over tid, Sa Ben Wiley, En Duke professor og materialforsker som ledet arbeidet med professor Ken Gall.

«Vi satte oss for å lage den første hydrogelen som har de mekaniske egenskapene til brusk,» Sa Wiley om lagets mål for prosjektet.

mens brusk er faktisk tøff, år med slitasje-spesielt av idrettsutøvere eller de som driver mye sport – er vanskelig å reparere. Forskere antar at gelen kan brukes til å erstatte skadet brusk hos personer som trenger å erstatte brusk rundt ledd som knær—eller hele leddet selv-men som ønsker å utsette alvorlig operasjon så lenge som mulig.

de nye hydrogelforskerne utviklet består av to sammenflettede polymernettverk. Den ene er laget av fleksible tråder som ligner på spaghetti, mens den andre er stivere; begge har negative kostnader langs deres lengde. Det tredje elementet i materialet er et nett av cellulosefibre som forsterker de to andre materialene.

» bare denne kombinasjonen av alle tre komponentene er både fleksibel og stiv og derfor sterk, «Sa Feichen Yang, en av forskerne på prosjektet som fikk En Ph. D. i kjemi I Wiley’ s lab, i en pressemelding.

Som Jell-O, Men Sterkere

materialets evne til å fungere som brusk er basert på to sentrale reaksjoner på trykk. Den ene er at når gelen strekkes, motstår cellulosefibrene å trekke og bidra til å holde materialet sammen.

Alternativt, når hydrogelen klemmes, avviser de negative ladningene langs de stive polymerkjedene hverandre og holder seg til vann. Denne reaksjonen hjelper materialet tilbake til sin opprinnelige form.

i utseende ser materialet ikke ut som Jell-O, selv om den populære desserten ikke har noe på hydrogelen når det gjelder styrke. Selv om gelen er 60 prosent vann, kan en plate på størrelse med en fjerdedel håndtere ca 100 pounds av vekt uten å rive eller miste sin form.

teamet publiserte et papir om sitt arbeid i tidsskriftet Advanced Functional Materials.

Forskere engasjert i ulike tester for å bevise materialets ytelse. I en, forskere utsatt det for 100.000 sykluser av gjenta trekke, med overraskende resultater, sa de. Materialet var like holdbart som porøst titan brukt til beinimplantater.

i et annet eksperiment gned teamet det nye materialet mot naturlig brusk en million ganger. Resultatene viste at hydrogelens overflate er like slitesterk som den virkelige tingen og fire ganger mer slitesterk enn syntetiske bruskimplantater som FOR tiden er godkjent AV FDA for å bli brukt i storetåen.

selv om det vil være minst tre år før laboratorietester kan flytte til kliniske studier, planlegger forskerne å fortsette å utvikle materialet. Deres neste skritt vil være å skape et implantat de kan teste i sauer.

Elizabeth Montalbano Er frilansskribent som har skrevet om teknologi og kultur i mer enn 20 år. Hun har bodd og jobbet som profesjonell journalist I Phoenix, San Francisco og New York City. På fritiden liker hun å surfe, reise, musikk, yoga og lage mat. Hun bor for tiden i en landsby på Sørvestkysten Av Portugal.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.