ابتكر الباحثون مادة مركبة قابلة للتحلل البيولوجي مصنوعة من ألياف الحرير التي يمكن استخدامها لإصلاح عظام تحمل كسر دون إنتاج مضاعفات مثل المواد الأخرى.
عرض ثلاثي الأبعاد لنوع جديد من مركب إصلاح العظام الذي طورته جامعة كونيتيكت ، وهو مركب من ألياف الحرير وألياف حمض اللبنيك ، مع الحفاظ على المرونة ، يتم طلاؤه بجزيئات حيوية حيوية. يمكن أن تساعد المركبات المتدهورة في شفاء العظام دون التسبب في مضاعفات مثل الأجزاء المعدنية.
قد تكون عملية إصلاح العظام الحاملة الرئيسية مثل عظام الساق عملية طويلة وصعبة.
لتسهيل إصلاح، قد يكون الطبيب لوحة متزايدة لدعم العظام أثناء التئام العظام، ولكن هذا قد يكون مشكلة. بعض زرع الأيونات المعدنية الأنسجة المحيطة، والذي يسبب تهيج والتهاب. وبالإضافة إلى ذلك، هذا المعدن هو أيضا من الصعب جدا، وإذا معدن يخضع اللوح للحمل المفرط في الساقين ، وقد تصبح العظام الجديدة أكثر هشاشة وأكثر عرضة للكسر.
من أجل إيجاد حل لهذه المشكلة، وهو عالم المواد، أستاذ الطب الحيوي المهندسين مي وي تحول إلى العناكب والعث من أجل العثور على الإلهام وي فبروين الحرير تشعر بقلق خاص حول - وهي الألياف الموجودة في حرير العنكبوت والعث في ويشتهر البروتين بصلابة جيدة وقوة شد.
لطالما أدرك المجتمع الطبي وجود فبروين الحرير ، بسبب قوته العالية وقابليته للتحلل الحيوي ، فهو جزء شائع من الخيوط الطبية وهندسة الأنسجة ، ومع ذلك ، لم يحاول أحد أن يجعلها كثيفة. وتعرف مادة البوليمر وويي أن الليف الليفي هو المفتاح إذا أرادت أن تصنع جهازًا أفضل لإصلاح العمود الفقري المكسور.
بالتعاون مع البروفيسور Dianyun Zhang ، وهو مهندس ميكانيكي في جامعة كونيتيكت ، بدأ مختبر البروفيسور ويي في اختبار ألياف فبروين الحرير في مجموعة متنوعة من المواد المركبة من خلال إيجاد التركيبة الصحيحة ونسبة المواد المختلفة لتحقيق أفضل قوة ومرونة. الجنس: تحتاج التركيبة الجديدة بالطبع إلى قوتها العالية ، الصلابة ، ولكنها لا تحتاج إلى أن تكون مرتفعة للغاية ، فالتصلب المفرط سيحول دون نمو العظام الكثيفة ، وفي الوقت نفسه ، يجب أن تكون المادة المركبة مرنة بحيث يمكن للمريض أن يشفي العظم. في الوقت نفسه ، يمكن أن تحافظ على نطاقها الطبيعي للحركة والتنقل.
وبعد عشرات الاختبارات ، اكتشف وي وزانج المادة التي يبحثان عنها ، وتتكون المادة المركبة الجديدة من ألياف خيوط وألياف حمض polylactic (لدن بالحرارة قابلة للتحلل الحيوي مصنوع من نشا الذرة وقصب السكر). في المحلول ، يتم تغليف كل محلول بجزيئات خزفية دقيقة مصنوعة من هيدروكسيباتيت (معادن فوسفات الكالسيوم الموجودة في الأسنان والعظام) ، ثم يتم تلبيس الألياف المطلية على إطارات فولاذية صغيرة. فوق ، وضغطت في قضيب مركب المدمجة في قالب ضغط ساخن.
في دراسة حديثة نشرت في "السلوك الميكانيكي للمواد الطبية الحيوية" ، ذكر وي أن المركبات عالية الأداء القابلة للتحلل الحيوي تظهر قوة عالية ومرونة جيدة ، وهو نفس النوع من المواد الحيوية في الأدب. أعلى قيمة مسجلة في أعلاه ، بالإضافة إلى ذلك ، سيصبح أدائها أكثر ممتازة.
وقد خصص وي ، الذي يشغل أيضًا منصب نائب رئيس كلية الهندسة ، للبحث العلمي والتعليم العالي ، حيث قال: "تظهر نتائج أبحاثنا أن: هذا النوع الجديد من المواد المركبة يتمتع بقوة ومرونة عالية جدًا. ولكننا نعتقد أنه إذا أمكننا جعل كل مكون لتحقيق هدفنا ، سوف نحصل على نتائج أفضل.
تتمتع المركبات الجديدة أيضًا بالصلابة ، حيث يمكن أن تستغرق عضلات الفئران البالغين والمسنين شهوراً للشفاء ، وتكمل المواد المركبة التي طورها مختبر Wei عملها ثم تبدأ بالتحلل بعد عام واحد ، ولا يلزم إجراء أي عملية جراحية. إزالة.
انضم إلى فريق البحث في وي وتشانغ ، وهو براينت هايمباك ، وهو طالب دكتوراه وعالم مواد في مختبرات وي ، وبيريل تونيالي من جامعة أوكون الذي يدرس للحصول على شهادة في علوم وهندسة المواد.
بدأ الفريق في اختبار مشتقات جديدة من المركبات ، بما في ذلك تلك التي تستخدم بلورات واحدة من هيدروكسيباتيت لمركبات أكثر قوة ، وتغيير لمزيج الطلاء لجعله أكثر وزناً. تعظيم الخصائص الميكانيكية.