Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Биомолтекст2020
  • vsh25
  • Vitacoin

Прочный, как хрящ

Ученые разработали материал, который обладает свойствами хряща

Мария Кривоченко, Naked Science

Хрящ – соединительная ткань, достаточно прочная, чтобы выдерживать вес человека и трение от каждого шага, но при этом мягкая, эластичная и облегчает урон от ударов. К сожалению, хрящ может изнашиваться со временем или порваться от травм и очень плохо восстанавливается. До сих пор похожий на него материал было трудно воспроизвести в лабораторных условиях: любые альтернативы не справлялись с нагрузкой.

Для замены хрящей с 1970-х используют гидрогель – он достаточно скользкий, хорошо приживается и не наносит вреда соседним клеткам. Но для несущих суставов, как колено, он слишком слабый, поэтому, если у человека начинаются проблемы с коленом, его приходится менять целиком. Ученые из Университета Дьюка считают, что, наконец, разработали гидрогель, который может сравниться по свойствам с хрящевой тканью. Исследование опубликовано в журнале Advanced Functional Materials (Yang et al., A Synthetic Hydrogel Composite with the Mechanical Behavior and Durability of Cartilage).

Гель состоит из трех полимерных сетей: одна сплетена из эластичных нитей; вторая – из более жестких, с отрицательными зарядами по всей длине, третья – из целлюлозных волокон. «Только это сочетание всех трех компонентов – одновременно гибкое, жесткое и, следовательно, сильное», – говорит Фейхен Янг, соавтор исследования. Когда материал растягивается, целлюлозные волокна сопротивляются и спасают его от разрывов. Когда сжимается, отрицательные заряды вдоль жестких полимерных цепей отталкиваются друг от друга и прилипают к воде, помогая ей вернуться к своей первоначальной форме.

cartilage.jpg

«Мы решили сделать первый гидрогель, который обладает механическими свойствами хряща», – сказал Бен Уайли, профессор химии. Команда показала возможности нового материала. Всего один диск размером с американский четвертак (24,3 мм) удержал 45-килограммовую гирю, не теряя при этом формы, а с растяжениями (растянули его около 100 000 раз) он справляется так же хорошо, как пористый титан, который используют для изготовления костных имплантатов. Наконец, чтобы проверить износостойкость, его терли около миллиона раз: оказалось, материал выдерживает трение как натуральный хрящ – и в четыре раза лучше современных синтетических.

Разработка может помочь людям, у которых есть проблемы с коленным суставом и которые не хотят по каким-либо причинам соглашаться на его замену (это сложная операция, требующая длительного восстановления, а очереди на нее можно ждать годами). Руководители исследования Бен Уайли и Кен Галл считают, что однажды они предложат альтернативу 600 тысячам операций, выполняемых в США каждый год. Клиническое использование нового гидрогеля начнется в лучшем случае через несколько лет, до этого придется пройти тесты на его безопасность. Тем временем химики планируют создать имплантат, который можно будет протестировать на овцах.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru


Читать статьи по темам:

бионика трансплантология Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Искусственная кожа вместо натуральной

Идея заменить настоящую кожу материалом, выращенным в лабораторных условиях, кажется исследователям довольно привлекательной – это позволило бы избежать серьезных осложнений и ускорить процесс заживления.

читать

Теплая печень лучше холодной

Донорская печень, помещенная, по принятым стандартам, в физраствор с температурой 4 градуса, может храниться не больше 12 часов; в новом контейнере, обеспечивающем температуру тела и кровоснабжение органа, – от 24 до 72.

читать

Желатиновый робохобот

Он может сгибаться и подхватывать различные предметы и при этом состоит из пищевого, биоразлагаемого геля.

читать

Лучше живого

У бионического глаза в 46 раз больше рецепторов, чем у человеческого, меньше время реакции, и он может видеть в темноте.

читать

CamAPS FX доступно для пациентов

Предстоит еще много работы, однако это важная веха на пути к полностью автоматизированной искусственной поджелудочной железе.

читать

Ксеноботы

«Роботы», собранные из живых клеток, могут выполнять различные функции от доставки лекарств до очистки среды от токсичных отходов.

читать