محققان مواد کامپوزیت زیست تخریب پذیر ساخته شده از الیاف ابریشم را کشف کردند که می تواند برای تعمیر شکستگی استخوان های باربری بدون ایجاد عوارض مانند سایر مواد استفاده شود.
ارائه ی سه بعدی نوع جدیدی از کامپوزیت تعمیر کامپوزیت استخوان که توسط دانشگاه کانکتیکات طراحی شده است. کامپوزیت از الیاف ابریشمی و الیاف اسید پلی اتیلن ساخته شده است. با حفظ انعطاف پذیری، آن را با ذرات بیوک سمیوم خوب پوشش داده می شود. کامپوزیت های تخریب شده می توانند بدون استخراج عوارض مانند قطعات فلزی استخوان ها را بهبود بخشد.
تعمیر استخوان های بزرگ تحمل کننده مانند استخوان های پا ممکن است یک روند طولانی و دشوار باشد.
به منظور تسهیل در تعمیر، دکتر ممکن است یک صفحه نصب برای حمایت از در طول ترمیم استخوان استخوان، اما این ممکن است یک مشکل برخی کاشت یون فلزی بافت اطراف، که باعث تحریک و التهاب. علاوه بر این، از این فلز همچنین بسیار سخت است. اگر یک فلز صفحه پا در معرض بار بیش از حد، استخوان جدید ممکن است شکننده تر شده و احتمال شکستگی.
به منظور پیدا کردن یک راه حل برای این مشکل، یک دانشمند علم مواد، استاد مهندسان زیست پزشکی مه وی به عنکبوت و پروانه در جهت پیدا کردن الهام بخش وی fibroin ابریشم تبدیل شده است به خصوص در مورد نگرانی - که یک فیبر موجود در تار عنکبوت و پروانه در پروتئین، چقرمگی خوب و استحکام کششی شناخته شده است.
جامعه پزشکی مدت هاست فیبروئین ابریشم را درک کرده است. به علت قدرت بالای آن و قابلیت تجزیه زیستی خوب، این قسمت مشترک از نخ های پزشکی و مهندسی بافت است، اما هیچکس سعی در ساخت آن نداشته است. مواد پلیمری و وی می داند که فیبرین ابریشمی اگر بخواهد دستگاه بهتر برای تعمیر بار شکسته شکسته باشد، کلیدی است.
در همکاری با پروفسور دایانون ژانگ، مهندس مکانیک در دانشگاه کانکتیکات، آزمایشگاه پروفسور وی، با بررسی ترکیب و نسبت مواد مختلف به منظور دستیابی به بهترین قدرت و انعطاف پذیری، آزمایش فیبرین ابریشم را در مواد کامپوزیتی مختلف انجام داد. جنسیت: ترکیب جدید البته نیازمند قدرت بالا و سختی است اما لازم نیست بیش از حد باشد. سختی بیش از حد می تواند رشد استخوان های انسانی را مهار کند. در عین حال مواد کامپوزیتی باید انعطاف پذیر باشد تا بیمار بتواند استخوان را بهبود بخشد. در عین حال، می تواند طیف طبیعی خود را از حرکت و حرکت حفظ کند.
پس از چندین آزمایش، وای و ژانگ کشف کردند که چه چیزی دنبال آن بودند. این ماده کامپوزیت جدید شامل فیبرها و فیبرهای اسید پلی اتیلن (یک ترموپلاستیک زیست سازگار از نشاسته ذرت و نیشکر) است. در محلول، هر محلول با ذرات سرامیکی خوب میکروبی ساخته شده از هیدروکسی آپاتیت (کانی های فسفات کلسیم موجود در دندان ها و استخوان ها) پوشش داده می شود. سپس فیبرهای پوشش داده شده بر روی قاب های فولادی کوچک لایه بندی می شوند. بالا، و در یک قالب فشرده سازی گرم به یک میله مرکب کامپوزیتی فشار داده می شود.
در یک مطالعه اخیر منتشر شده در "رفتار مکانیکی مواد بیولوژیکی" وی گزارش می دهد که کامپوزیت های قابل تجزیه پذیر با عملکرد بالا نشان می دهد قدرت بالا و انعطاف پذیری خوب است که همان نوع مواد زیستی در ادبیات بالاترین مقدار ثبت شده در بالا. علاوه بر این، عملکرد آنها بسیار عالی خواهد شد.
وی همچنین مدرک دانشکده مهندسی است که به تحقیق و تحصیلات تکمیلی اختصاص داده شده است.او گفت: «نتایج تحقیقات ما نشان می دهد: این نوع جدید مواد کامپوزیت دارای قدرت و انعطاف پذیری بسیار بالایی است اما ما فکر می کنیم اگر بتوانیم هر مولفه برای رسیدن به هدف ما، نتایج بهتر را دریافت خواهیم کرد. '
کامپوزیت های جدید نیز دارای چقرمگی هستند. گوسفندان بزرگسالان و سالمندان می توانند چندین ماه طول بکشد. مواد کامپوزیتی که توسط آزمایشگاه وی انجام می شود، کار خود را تکمیل می کنند و پس از یک سال، پس از آن کاهش می یابد. هیچ جراحی لازم نیست. حذف کنید
پیوستن به تیم تحقیقاتی وی و ژانگ عبارتند از بریانت هییمچچ، دانشجوی دکترا و دانشمند مواد در آزمایشگاه Wei، و بریل تونیالی از UConn که برای تحصیل در رشته علوم و مهندسی مواد مطالعه می کند.
این تیم تست جدید مشتقات کامپوزیت ها را آغاز کرده است، از جمله کسانی که از کریستال های هیدروکسی آپاتیت برای ترکیبات قوی تر استفاده می کنند و تغییر به یک مخلوط پوشش برای افزایش وزن آن حداکثر رساندن خواص مکانیکی.