연구자들은 실크 섬유로 만든 생분해 성 복합 재료를 발명했다.이 복합 재료는 다른 재료와 같은 합병증을 일으키지 않고 골절 된 뼈를 견딘다.
코네티컷 대학교 (University of Connecticut)가 개발 한 새로운 유형의 뼈 복구 복합 재료의 입체적인 렌더링. 복합 재료는 실크 섬유와 폴리 락트산 섬유로 만들어지며 유연성을 유지하면서 미세한 바이오 세라믹 입자로 코팅됩니다. 분해 된 복합 재료는 금속 부품과 같은 합병증을 일으키지 않고 뼈를 치료할 수 있습니다.
다리 뼈와 같은 주요 하중지지 뼈를 수리하는 것은 길고 어려운 과정 일 수 있습니다.
수리를 용이하게하기 위해, 의사는 뼈 치유하는 동안 뼈를 지원하기위한 마운팅 플레이트 수도 있지만,이 문제가 될 수 있습니다. 자극과 염증을 일으키는 주위 조직 일부 금속 이온 주입. 또한, 금속은 매우 어려운이기도합니다. 금속하면 과도한 하중을받는 다리 판은, 새로운 뼈는 더 깨지기 쉬운 골절에 대한 가능성이 될 수 있습니다.
이 문제에 대한 해결책을 찾기 위해 재료 과학자이자 생물 의학 엔지니어 인 메이 웨이 (Mei Wei) 교수는 거미와 나방의 실크 섬유에서 발견되는 실크 피브로인 (fibroin)에 특히 관심이 있습니다. 단백질은, 그것의 좋은 인성 및 인장 강도가 알려져있다.
의료계는 실크 피브로인의 존재를 오랫동안 인식 해 왔으며, 강도와 생분해 성이 우수하기 때문에 의료용 봉합사와 조직 공학의 공통된 부분입니다. 고분자 재료와 Wei는 부러진로드 본을 수리하기 위해 더 나은 장치를 만들고 싶다면 실크 피브로인이 핵심이라는 것을 알고 있습니다.
코네티컷 대학교 기계 공학과의 Dianyun Zhang 교수와 공동으로 Wei 교수의 실험실은 최상의 강도와 유연성을 얻기 위해 다양한 재료의 적절한 조합과 비율을 찾아 다양한 복합 재료에서 실크 피브로인을 시험하기 시작했습니다. 섹스. 새로운 합성물은 물론 고강도가 필요합니다. 경도. 너무 강하지 않아도됩니다. 그렇지 않으면 밀도가 높은 뼈의 성장을 방해합니다. 동시에 복합 재료는 환자가 뼈를 치유 할 수 있도록 유연해야합니다 동시에 자연스러운 움직임과 움직임의 범위를 유지할 수 있습니다.
수십 번의 테스트를 거쳐 Wei와 Zhang은 섬유와 폴리 락트산 섬유 (옥수수 전분과 사탕 수수로 만든 생분해 성 열가소성 섬유)로 구성된 새로운 복합 소재를 찾고 있습니다. 이 용액에 각 용액을 하이드 록시 아파타이트 (치아 및 뼈에서 발견되는 인산 칼슘 광물)로 만든 미세한 미생물 세라믹 입자로 코팅 한 다음 코팅 된 섬유를 작은 강철 프레임에 쌓습니다. 위에 올려 놓고 고온 압축 성형 몰드에서 컴팩트 복합로드로 밀어 넣습니다.
Wei는 "생체 재료의 기계적 거동"에 발표 된 최근의 연구에서 고성능 생분해 성 복합 재료는 고강도와 우수한 유연성을 보여 주며 이는 문헌에서 동일한 종류의 생체 재료 임 위의 값 중 최고 값이며, 성능이 더욱 우수 해집니다.
Wei는 또한 공학 대학원의 부학장으로 연구 및 대학원 교육에 전념했으며 '우리의 연구 결과는 다음과 같은 사실을 보여줍니다 :이 새로운 유형의 복합 재료는 매우 높은 강도와 유연성을 가지고 있습니다. 그러나 우리는 모든 구성 요소 우리의 목표를 달성하기 위해 더 나은 결과를 얻을 것입니다. '
새로운 합성물은 또한 강인성을 지니 며, 성인과 노인의 대퇴골은 수개월 내에 치유되기까지 수개월이 걸릴 수 있습니다. Wei의 실험실에서 개발 한 복합 재료는 일을 끝내고 1 년 후 퇴행하기 시작합니다. 제거하십시오.
Wei와 Zhang의 연구 팀은 Wei Labs의 박사 학생이자 재료 과학자 인 Bryant Heimbach와 UConn의 Beril Tonyali가 재료 과학 및 공학 학위를 취득했습니다.
연구팀은 더 많은 강도 화합물을위한 hydroxyapatite의 단결정을 사용하는 혼합물을 포함하여 새로운 복합 물질의 시험을 시작했으며, 코팅 혼합물을 더 가중되도록 변경했다. 기계적 특성을 극대화하십시오.