Spider Silk: Cheia noilor compozite de reparare osoasă!

Cercetătorii au inventat un compozit biodegradabil fabricat din fibre de mătase care pot fi utilizate pentru a repara oasele fracturate care poartă sarcina fără a produce complicații precum alte materiale.

Un randament tridimensional al unui nou tip de compozit de reparare osoasă dezvoltat de Universitatea Niederich. Materialul compozit este fabricat din fibre de mătase și din fibre de acid polilactic și, în același timp, menținând flexibilitatea, este acoperit cu particule bioceramice excelente. Acest compozit biodegradabil poate ajuta la vindecarea oaselor fără a produce complicații precum părțile metalice.

Repararea oaselor mari de sarcină, cum ar fi oasele piciorului, poate fi un proces lung și dificil.

Repararea oaselor mari de sarcină, cum ar fi oasele piciorului, poate fi un proces lung și dificil.

Pentru a facilita reparațiile, medicii instalează uneori o placă metalică pentru a susține osul atunci când vindecă. Dar aceasta poate fi o problemă. Unele metale injectă ioni în țesutul din jur, ceea ce provoacă inflamații și iritații. În plus, metalul este, de asemenea, foarte greu. Dacă o plăcuță metalică este supusă încărcărilor excesive în picioare, noile oase pot deveni mai fragile și mai susceptibile de a fractura.

Pentru a găsi o soluție la această problemă, profesorul Mei Wei, om de știință și inginer biomedical, a apelat la inspirație pentru păianjeni și molii. Wei este în special îngrijorat de fibroinul de mătase, o proteină găsită în fibrele de mătase de păianjeni și molii, cunoscută pentru rezistența și rezistența la tracțiune.

Comunitatea medicală a fost de mult timp conștient de existența fibroinei de mătase. Datorită rezistenței sale ridicate și a biodegradabilității bune, este o componentă comună a suturilor medicale și a ingineriei tisulare. Cu toate acestea, nimeni nu a încercat să-l facă un material polimer dens și Wei știa că fibroina de mătase era cheia dacă dorea să facă un dispozitiv mai bun pentru a repara osul fracturat.

În colaborare cu prof. Dianyun Zhang, inginer mecanic de la Universitatea din Connecticut, laboratorul Prof. Wei a început să testeze fibroina de mătase în diferite materiale compozite, găsind combinația potrivită și raportul diferitelor materiale pentru a obține cea mai bună rezistență și flexibilitate. Sex. Noua compoziție are nevoie de mare rezistență. Duritate. Cu toate acestea, nu trebuie să fie prea mare. Dacă duritatea este prea mare, aceasta va inhiba creșterea oaselor dense. În același timp, materialul compozit trebuie să fie flexibil, astfel încât pacientul să poată vindeca osul în timp ce își menține încă o gamă naturală de mișcare și mișcare.

După zeci de teste, Wei și Zhang au descoperit ceea ce căutau. Noul material compozit este format din fibre de filamente și fibre de acid polilactic (un termoplastic biodegradabil obținut din amidon de porumb și trestie de zahăr), impregnat în soluție și fiecare soluție este acoperită cu hidroxiapatită. Particule ceramice microbiene fine (minerale fosfatice de calciu găsite în dinți și oase). Fibrele acoperite au fost apoi stratificate pe un cadru de oțel mic și presate într-o tijă compozită densă într-o matriță de compresie la cald.

Într-un studiu recent publicat în "Comportamentul mecanic al materialelor biomedicale", Wei a raportat că compozitele biodegradabile de înaltă performanță prezintă o rezistență ridicată și o bună flexibilitate, care este același tip de biomateriale din literatura de specialitate. Cea mai mare valoare înregistrată vreodată. În plus, performanța lor va deveni și mai bună.

Wei, care este de asemenea un decan asociat al Școlii de Inginerie și sa dedicat cercetării și educației postuniversitare, a declarat: "Rezultatele noastre arată că acest nou tip de material compozit are o putere și o flexibilitate foarte ridicată, dar credem că dacă noi poate face fiecare componentă Pentru a atinge obiectivul nostru, vom obține rezultate mai bune. "

Noul material compozit are, de asemenea, duritate. Femurul adulților și al persoanelor în vârstă poate dura câteva luni pentru a se vindeca. Materialul compozit dezvoltat de laboratorul lui Wei și-a încheiat activitatea și apoi a început să se degradeze un an mai târziu. Nu este necesară îndepărtarea chirurgicală.

Împreună cu echipa de cercetare a lui Wei și a lui Zhang sunt Bryant Heimbach, un student de doctorat și cercetător în materie de materiale la Wei Lab și Beril Tonyali de la UConn, care studiază științele materialelor și diplomele de inginerie.

Echipa a inceput testarea unor noi derivati ai compozitelor, inclusiv a celor care folosesc forma singulara de hidroxiapatita pentru compusi cu mai multa rezistenta si o schimbare la un amestec de acoperire pentru a avea o greutate mai mare in oase Proprietate mecanica maximizata