Spider Silk: avain uusiin luiden korjaukseen!

Tutkijat keksivät biohajoavaa yhdistelmää, joka on tehty silkkikuiduista, joita voidaan käyttää korjaamaan murtuneita kuormittavia luita ilman komplikaatioita, kuten muut materiaalit.

Niederichin yliopiston kehittämän uuden tyyppisen luun korjaussekoituksen kolmiulotteinen renderointi. Komposiittimateriaali on valmistettu silkkikuiduista ja polymaitohappokuiduista ja samalla ylläpidetään joustavuutta, se päällystetään erinomaisilla biokeraamisilla hiukkasilla. Tämä biohajoava komposiitti voi auttaa parantamaan luuta ilman komplikaatioita, kuten metalliosia.

Korvien, kuten kantavien luiden korjaaminen voi olla pitkä ja vaikea prosessi.

Korvien, kuten kantavien luiden korjaaminen voi olla pitkä ja vaikea prosessi.

Korjaamisen helpottamiseksi lääkärit asentavat joskus metallilevyn tukemaan luuta, kun se paranee. Mutta tämä voi olla ongelma. Jotkut metalleista injektoivat ioneja ympäröivään kudokseen, mikä aiheuttaa tulehdusta ja ärsytystä. Lisäksi metalli on myös erittäin kova. Jos metallilevy altistuu liiallisille kuormille jalkoihin, uudet luut saattavat muuttua herkemmiksi ja todennäköisemmin murtumaan.

Ratkaisun löytämiseksi tähän ongelmaan materiaalitieteilijä ja biolääketieteellinen insinööri professori Mei Wei kääntyi hämähäkkeihin ja koe-inspiraatioihin. Wei on erityisen huolissaan silkkifibriinista, proteiineista, jotka löytyvät hämähäkkien ja lepakkojen silkkikuiduista, jotka tunnetaan hyvästä sitkeydestä ja vetolujuudesta.

Lääketieteellinen yhteisö on jo pitkään ollut tietoinen silkkifyriinin olemassaolosta. Koska se on erittäin vahva ja hyvä biohajoavuus, se on yhteinen osa lääketieteellisiä ompeleita ja kudosteknologiaa. Kukaan ei kuitenkaan yrittänyt tehdä sitä tiheäksi polymeerimateriaaliksi, ja Wei tiesi, että silkkifibriini oli avain, jos hän halusi tehdä paremman laitteen korjaamaan murtuneen kantavuusluun.

Yhteistyössä professori Dianyun Zhangin, mekaniikan insinöörin kanssa Connecticutin yliopistossa, professori Wein laboratorio alkoi testata silkkifibriinia eri komposiittimateriaaleissa etsimällä oikea yhdistelmä ja eri materiaalien suhde parhaan mahdollisen lujuuden ja joustavuuden saavuttamiseksi. Sex. Kurssin uusi kokoonpano tarvitsee sen voimakasta vahvuutta. Kovuus. Sen ei kuitenkaan tarvitse olla liian korkea. Jos kovuus on liian korkea, se estää tiheiden luiden kasvua. Samanaikaisesti komposiittimateriaalin on oltava joustavaa, jotta potilas voi parantua luuta säilyttäen samalla sen luonnollisen liikkeen ja liikkuvuuden.

Kymmenien testien jälkeen Wei ja Zhang löysivät etsimäsi. Uusi komposiittimateriaali koostuu kuitulajista ja polymaitohappokuiduista (biohajoava kestomuovi, joka on valmistettu maissitärkkelyksestä ja sokeriruo'osta), joka on kyllästetty liuokseen, ja jokainen liuos on päällystetty hydroksiapatiitilla. Hieno mikrobikeraamihiukkaset (kalsiumfosfaattimalmit, jotka löytyvät hampaista ja luista). Päällystetyt kuidut kerättiin sitten pienelle teräskehykselle ja puristettiin tiiviiksi komposiittitangoksi kuumassa puristusmuotissa.

Biotieteellisten aineiden mekaanisen käyttäytymisen julkaisussa äskettäin julkaistussa tutkimuksessa Wei kertoi, että korkean suorituskyvyn biohajoavilla komposiiteilla on suuri lujuus ja hyvä joustavuus, joka on samantyyppinen biomateriaaleista kirjallisuudessa. Korkein koskaan kirjattu arvo. Lisäksi niiden suorituskyky paranee entisestään.

Wei, joka on myös insinöörikoulun tohtori dekaani ja joka on omistanut tutkimuksen ja jatkokoulutuksen, sanoi: "Tuloksemme osoittavat, että tämä uudentyyppinen komposiittimateriaali on erittäin vahva ja joustava, mutta uskomme, että jos me voi tehdä kaiken komponentin Tavoitteen saavuttamiseksi saamme parempia tuloksia. "

Uusi komposiittimateriaali on myös sitkeys. Aikuisten ja vanhusten kyhmyt voivat kestää kuukausia parantua. Wein laboratorion kehittämä komposiittimateriaali valmistui työnsä ja alkoi sitten huonontua vuotta myöhemmin. Kirurgista poistoa ei tarvita.

Liittyminen Weiin ja Zhangin tutkimusryhmään on Bryan Heimbach, Wei Labin jatko-opiskelija ja materiaalitieteilijä ja UConnilta Beril Tonyali, joka opiskelee materiaalitieteen ja -tekniikan tutkintoja.

Tiimi on alkanut kokeilla uusia komposiittituotteiden johdannaisia, mukaan lukien ne, jotka käyttävät hydroksiapatiitin yksikidemuotoa lisää lujuusyhdisteitä ja muutosta päällysteseokseen, jotta se olisi enemmän painoa luissa Maksimaalinen mekaaninen ominaisuus