Иновативен хидрогел може да замести износения хрущял на коляното

Ивайла Сопотенска Последна промяна на 08 юли 2020 в 09:43 6138 0

Кредит Feichen Yang et al. Advanced Functional Materials 2020

Хидрогелът подложен на натиск с 45-килограмова тежест.

Учени успяват да създадат дълго очаквана иновация - материал, който прилича на човешкия хрущял и може да бъде използван за да го замени след травми или с напредването на възрастта. Новото изследване е публикувано в списание Advanced Functional Materials.

"Искахме да създадем първия хидрогел, който има механичните свойства на хрущял", обяснява химикът Бен Уайли (Ben Wiley) от Университета Дюк.

Хрущялът не се възстановява след износване или травми и годишно повече от 790 000 операции са смяна на коленния хрущял се извършват годишно в САЩ. Тези операции обаче, освен, че са силно инвазивни, издържат само няколко десетилетия преди да се наложи повторна смята. 

Както и при други хидрогелове, основната съставка на новия материал са полимери, абсорбиращи вода - в този случай единият полимер е направен от нишки, преплетени с друг полимер, който е по-малко гъвкав и е подобен на рамка. Третият полимер, направен от целулозни нишки, играе ролята на мрежа, която задържа всичко заедно. Именно той запазва целостта на гела при разпъването на материала. Когато гелът бъде притиснат, първият и вторият полимер, носещи отрицателни заряди, се отблъскват едни други и задържат водата, така че да се възстанови първоначалната форма.

Хидрогелът преминава с максимален резултат тестовете по тези два основни показателя - разтегляне и смачкване - и се представя по-добре от всеки съществуващ досега хидрогел. При един от тестовете с 100 000 повторения на издърпване, изкуственият хрущял се справя толкова добре, колкото порьозният титаниев материал, използван при костните импланти.

"Само тази комбинация от трите компонента е едновременно гъвкава и твърда и затова здрава", обяснява експертът по материалите Фейчън Ян (Feichen Yang), също от Университета Дюк.

При тестовете, при които хидрогелът се търка в истински хрущял един милион пъти, материалът се показва също толкова устойчив на износване и разкъсване, колкото и истинският и много по-устойчив от досегашните изкуствени хрущяли, използвани в операциите на големия пръст на крака.

Въпреки това, за да се получи разрешително за употреба на новия хидрогел при хора, ще са необходими до три години, така че ще мине още време преди да може пациентите да се възползват от тази иновация.

Досега липсата на токсичност на хидрогела е изследвана само при лабораторно отгледани клетки. Следваща стъпка е да се провери дали може безопасно да бъде трансплантиран на овца и едва след това може да започнат клинични изпитвания с хора.

Въпреки това новият материал има голям потенциал за приложение в хирургията на коляното за замяна на износените стави без досегашното бавно възстановяване и ограничен срок на живота на импланта.

Източник: Science alert - There's Now an Artificial Cartilage Gel Strong Enough to Work in Knees

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !