Spider Silk: uute luude parandamise komposiidide võti!

Uurijad leiutasid siidkiududest valmistatud biolagunevast komposiidist, mida saab kasutada lõhestatud kandevate luude parandamiseks ilma komplikatsioonide tekketa, nagu teised materjalid.

Niederichi Ülikooli poolt välja töötatud uudse luu parandamise komposiidi kolmemõõtmeline renderdamine. Komposiitmaterjal on valmistatud siidkiust ja polülaktiinhapetest, säilitades samas paindlikkuse, kaetud suurepäraste biokeraamiliste osakestega. See biolagundatav komposiit võib aidata tervendavat luu ilma komplikatsioonide tekketa, nagu metallosad.

Suurte kandekondade, nagu jalajoonete, parandamine võib olla pikk ja raske protsess.

Suurte kandekondade, nagu jalajoonete, parandamine võib olla pikk ja raske protsess.

Remonditöö hõlbustamiseks paigaldavad arstid mõnikord metallplaadi luude toetamiseks, kui see paraneb. Kuid see võib olla probleem. Mõned metallid süstivad ioone ümbritsevasse koesse, mis põhjustab põletikku ja ärritust. Lisaks on metall ka väga raske. Kui metallplaat on jalgades liigselt koormatud, võivad uued luud muutuda habrasemaks ja tõenäoliselt murduda.

Selle probleemi lahendamiseks pöördus materjaliuuringute ja biomeditsiini insener professor Mei Wei inspiratsiooni jaoks ämblikutega. Wei on eriti mures silk fibroin, mis on leitud ämblike ja koobaste siidi kiududest, mis on tuntud oma hea jäikuse ja tõmbetugevuse poolest.

Meditsiiniline kogukond on pikka aega teadlik siidifüroosi olemasolust. Tänu oma kõrgele tugevusele ja hea biolagunevusele on see meditsiinilise õmbluse ja koetehnoloogia ühine komponent. Kuid keegi ei üritanud seda tiheda polümeermaterjali teha, ja Wei teadis, et siidifibroiin oli võti, kui ta soovis paremat seadet murdunud koorma kandva luu parandamiseks.

Koostöös Connecticuti ülikooli mehaanikainseneri prof Dianyun Zhangiga alustas profi Wei laboratoorium mitmesugustes komposiitmaterjalides siidfibroiinide testimist, leides erinevate materjalide õige kombinatsiooni ja suhte, et saavutada parim tugevus ja paindlikkus. Seks. Uus koosseis muidugi vajab oma tugevat jõudu. Kõvadus Kuid see ei pea olema liiga kõrge. Kui kõvadus on liiga kõrge, pärsib see tihedate luude kasvu. Samal ajal peab komposiitmaterjal olema paindlik, et patsient saaks luu terveneda, säilitades samal ajal oma loomuliku liikumise ja liikumise ulatuse.

Pärast kümneid testid avastasid Wei ja Zhang, mida nad otsisid. Uus komposiitmaterjal koosneb hõõgniidist ja polülaktiinhapetest (maisitärklist ja suhkruroost valmistatud biolagunevad termoplast), mis on immutatud lahuses, ja iga lahus kaetakse hüdroksüapatiidiga. Peent mikroobide keraamilised osakesed (kaltsiumfosfaadi mineraalid on leitud hambad ja luud). Seejärel kihistati kaetud kiud väikese terasraamiga ja pressiti tiheda komposiitvarda kuuma tihendusvormina.

Viimases uuringus, mis avaldati "Biomeditsiiniliste materjalide mehaanilisest käitumisest", teatas Wei, et suure jõudlusega biolagunevate komposiididega on kõrge tugevus ja hea paindlikkus, mis on kirjanduses sama tüüpi biomaterjalid. Suurim väärtus kunagi registreeritud. Lisaks muutub nende tulemus veelgi paremaks.

Wei, kes on ka tehnikakõrgkooli dekaan ja on pühendanud teadustööle ja kraadiõppele, ütles: "Meie tulemused näitavad, et see uus komposiitmaterjali tüüp on väga tugev ja paindlik, kuid me arvame, et kui me saab teha iga komponendi. Meie eesmärgi saavutamiseks saavutame paremaid tulemusi. "

Uuel komposiitmaterjalil on ka tugevus. Täiskasvanute ja eakate reieluu võib võtta kuude ravimiseks. Wei labori poolt välja töötatud komposiitmaterjal lõpetas oma töö ja seejärel hakkas ühe aasta hiljem halvenema. Kirurgilist eemaldamist pole vaja.

Wei ja Zhangi uurimismeeskonnaga liitumine on Bryant Heimbach, doktorand ja materjaliteadlane Wei Labis ja Beril Tonyali UConnist, kes õpib materiaalteaduste ja inseneri kraadi.

Meeskond on hakanud katsetama uusi komposiitide derivaate, sealhulgas neid, mis kasutavad tugevamate ühendite jaoks hüdroksüapatiidi monokristallvormi, ja muutma katte segu, et sellel oleks rohkem kaalu luudes. Maksimaalne mehaaniline omadus