Pesquisadores inventaram um material compósito biodegradável feito de fibras de seda que pode ser usado para reparar ossos com carga fraturada sem produzir complicações como outros materiais.
Uma renderização tridimensional de um novo tipo de compósito para reparo ósseo, desenvolvido pela Universidade de Connecticut, composto de fibras de seda e fibras de ácido polilático, embora mantendo a flexibilidade, é revestido com partículas biocerâmicas finas. Compósitos degradados podem ajudar a curar os ossos sem causar complicações, como peças de metal.
A reparação de grandes ossos de suporte de carga, como ossos da perna, pode ser um processo longo e difícil.
Para facilitar a reparação, o médico pode ser uma placa de montagem para suportar o osso durante a cura de osso, mas isto pode ser um problema. Alguns implantação de iões de metal tecido circundante, o que faz com que a irritação e inflamação. Além disso, o metal é também muito difícil. Se um metal A prancha é submetida a uma carga excessiva nas pernas, e os novos ossos podem ficar mais frágeis e mais propensos a fraturar.
A fim de encontrar uma solução para este problema, um cientista de materiais, professor de engenheiros biomédicos Mei Wei virou-se para as aranhas e traças, a fim de encontrar inspiração Wei fibroína de seda está particularmente preocupado com - que é uma fibra encontrado na seda de aranha e traças em A proteína é conhecida por sua boa tenacidade e resistência à tração.
A comunidade médica há muito tempo percebeu a existência da fibroína da seda, por causa de sua alta resistência e boa biodegradabilidade, é uma parte comum de suturas médicas e engenharia de tecidos, no entanto, ninguém tentou torná-la densa. O material polimérico, e Wei sabe que a fibroína de seda é a chave se ela quer fazer um dispositivo melhor para reparar o osso quebrado.
Em colaboração com o Prof Dianyun Zhang, engenheiro mecânico da Universidade de Connecticut, o laboratório do Prof. Wei começou a testar a fibroína de seda em vários materiais compostos, encontrando a combinação certa e a proporção de diferentes materiais para obter a melhor resistência e flexibilidade. Sexo. A nova composição, naturalmente, precisa de sua alta resistência, dureza, mas não precisa de muita força, a dureza excessiva inibe o crescimento de ossos densos e, ao mesmo tempo, o material compósito precisa ser flexível para que o paciente possa curar o osso. Ao mesmo tempo, pode manter sua amplitude natural de movimento e movimento.
Após dezenas de testes, Wei e Zhang descobriram o que procuravam: este novo material compósito é composto por filamentos e fibra de ácido polilático (um termoplástico biodegradável feito de amido de milho e cana-de-açúcar). Na solução, cada solução é revestida com partículas finas de cerâmica microbiana feitas de hidroxiapatita (minerais de fosfato de cálcio encontrados em dentes e ossos) As fibras revestidas são então colocadas em camadas em pequenas estruturas de aço. Acima, e pressionado em uma haste compacto compacto em um molde de compressão quente.
Em um estudo recente publicado no "Comportamento Mecânico de Materiais Biomédicos", Wei relata que compostos biodegradáveis de alto desempenho mostram alta resistência e boa flexibilidade, que é o mesmo tipo de biomateriais na literatura. O maior valor registrado no acima, além disso, seu desempenho se tornará mais excelente.
Wei também é um decano associado da Escola de Engenharia, dedicado à pesquisa e pós-graduação, e disse: "Nossos resultados mostram que: Esse novo tipo de material compósito tem alta resistência e flexibilidade. Mas achamos que podemos fazer todos os componentes Para alcançar nosso objetivo, obteremos melhores resultados. '
Os novos compósitos também têm tenacidade, os fêmures de adultos e idosos podem levar meses para cicatrizar, e os materiais compostos desenvolvidos pelo laboratório de Wei completam seu trabalho e começam a se degradar depois de um ano. Remover
Unindo-se à equipe de pesquisadores de Wei e Zhang está Bryant Heimbach, estudante de doutorado e cientista de materiais na Wei Labs, e Beril Tonyali, formado pela UConn e estudando ciência e engenharia de materiais.
A equipe começou a testar novos derivados de compósitos, incluindo aqueles que usam cristais individuais de hidroxiapatita para compostos mais resistentes, e uma mudança em uma mistura de revestimento para torná-la mais viável. Maximize as propriedades mecânicas.