Les chercheurs ont inventé un matériau composite biodégradable fait de fibres de soie qui peut être utilisé pour réparer des os porteurs fracturés sans produire de complications comme d'autres matériaux.
Rendu tridimensionnel d'un nouveau type de composite de réparation osseuse mis au point par l'Université du Connecticut, composé de fibres de soie et d'acide polylactique, tout en conservant sa souplesse tout en étant recouvert de fines particules biocéramiques. Les composites dégradés peuvent aider à guérir les os sans causer de complications telles que des pièces métalliques.
La réparation des principaux os porteurs, tels que les os des jambes, peut être un processus long et difficile.
Pour faciliter la réparation, le médecin peut être une plaque de montage pour supporter l'os lors de la cicatrisation osseuse, mais cela peut être un problème. Certains implantation d'ions métalliques entourant les tissus, ce qui provoque l'irritation et de l'inflammation. En outre, le métal est également très difficile. Si un métal la plaque de jambe soumise à une charge excessive, un nouvel os peut devenir plus fragiles et plus susceptibles de se fracturer.
Afin de trouver une solution à ce problème, un scientifique des matériaux, professeur de génie biomédical Mei Wei se tourna vers les araignées et les papillons de nuit afin de trouver l'inspiration Wei fibroïne de soie est particulièrement préoccupé par - qui est une fibre trouvé dans la soie d'araignée et papillons de nuit dans protéines, sa bonne ténacité et résistance à la traction est connue.
La communauté médicale a depuis longtemps compris l'existence de la fibroïne de soie, qui, en raison de sa résistance élevée et de sa bonne biodégradabilité, fait partie intégrante des sutures médicales et de l'ingénierie tissulaire, mais personne n'a essayé de la rendre dense. Le matériau polymère, et Wei sait que la fibroïne de soie est la clé si elle veut faire un meilleur dispositif pour réparer le loadbone cassé.
En collaboration avec le professeur Dianyun Zhang, ingénieur en mécanique à l'Université du Connecticut, le laboratoire du professeur Wei a commencé à tester la fibroïne de soie dans divers matériaux composites en trouvant la bonne combinaison et le ratio de différents matériaux pour obtenir la meilleure résistance et flexibilité. La nouvelle composition a bien sûr besoin de sa grande solidité, de sa dureté, mais pas trop, car une dureté excessive inhibe la croissance des os denses et, en même temps, le matériau composite doit être flexible pour que le patient puisse soigner l'os. En même temps, il peut maintenir sa gamme naturelle de mouvement et de mouvement.
Après des dizaines de tests, Wei et Zhang ont découvert ce qu'ils cherchaient: ce nouveau matériau composite est constitué de filaments et de fibres d'acide polylactique (un thermoplastique biodégradable fabriqué à partir d'amidon de maïs et de canne à sucre). En solution, chaque solution est revêtue de fines particules de céramique microbienne en hydroxyapatite (minéraux de phosphate de calcium présents dans les dents et les os), puis les fibres revêtues sont déposées sur de petites armatures en acier. Au-dessus, et pressé dans une tige composite compacte dans un moule de compression à chaud.
Dans une étude récente publiée dans le «Comportement mécanique des matériaux biomédicaux», Wei rapporte que les composites biodégradables à haute performance montrent une résistance élevée et une bonne flexibilité, qui est le même type de biomatériaux dans la littérature. La valeur la plus élevée enregistrée dans ce qui précède.En outre, leur performance deviendra plus excellente.
Wei est également vice-doyen de l'école de génie et s'est consacré à la recherche et à la formation postdoctorale: «Nos résultats de recherche montrent que: Ce nouveau type de matériau composite a une très grande force et flexibilité, mais nous pensons que Pour atteindre notre objectif, nous obtiendrons de meilleurs résultats.
Les nouveaux composites ont aussi de la dureté: les fémurs des adultes et des personnes âgées peuvent prendre des mois à guérir: les matériaux composites développés par le laboratoire de Wei achèvent leur travail et commencent à se dégrader après un an. Supprimer
Bryant Heimbach, étudiante au doctorat et spécialiste des matériaux chez Wei Labs, et Beril Tonyali d'UConn, qui étudient en sciences et ingénierie des matériaux, se joignent à l'équipe de recherche de Wei et Zhang.
L'équipe a commencé à tester de nouveaux dérivés de composites, y compris ceux qui utilisent des monocristaux d'hydroxyapatite pour des composés à plus forte concentration, et un changement à un mélange de revêtement pour le rendre plus pesant. Maximiser les propriétés mécaniques.