Исследователи изобрели биоразлагаемый композитный материал, изготовленный из шелковых волокон, который можно использовать для ремонта трещиноватых несущих костей без возникновения осложнений, подобных другим материалам.
Трехмерный рендеринг нового типа костно-восстанавливающего композита, разработанного Университетом Коннектикута. Композит выполнен из шелковых волокон и волокон полимолочной кислоты. При сохранении гибкости он покрыт мелкими биокерамическими частицами. Деградированные композиты могут помочь излечить кости, не вызывая таких осложнений, как металлические детали.
Ремонт основных несущих костей, таких как кости ног, может быть долгим и трудным процессом.
Для облегчения ремонта врачи иногда устанавливают металлическую пластину для поддержки кости во время заживления кости, но это может быть проблематично. Некоторые металлы будут вставлять ионы в окружающую ткань, что может вызвать воспаление и раздражение. Кроме того, металл также очень тяжелый. Плата подвергается чрезмерной нагрузке в ногах. Новые кости могут стать более хрупкими и более склонными к перелому.
Чтобы найти решение этой проблемы, ученый-медик, биомедицинский инженер профессор Мэй Вэй обращается за помощью к паукам и моли в поисках вдохновения. Вей особенно обеспокоен шелковым фиброном, который встречается в шелковых волокнах пауков и мотыльков. Белок известен своей хорошей прочностью и прочностью на растяжение.
Медицинское сообщество давно осознало существование шелкового фиброина. Благодаря своей высокой прочности и хорошей биодеградируемости, он является общей частью медицинских швов и тканевой инженерии. Однако никто не пытался сделать его плотным. Полимерный материал, и Вэй знает, что шелковый фиброин является ключом, если она хочет сделать лучшее устройство для восстановления сломанной ковшей.
В сотрудничестве с профессором Диануном Чжаном, инженером-механиком из Университета Коннектикута, лаборатория профессора Вэй начала тестировать шелковый фиброин в различных композиционных материалах, находя правильную комбинацию и соотношение различных материалов для достижения максимальной прочности и гибкости. Пол, новый состав, конечно, нуждается в его высокой прочности. Твердость, но он не требует слишком большой силы. Чрезмерная твердость будет препятствовать росту плотных костей. В то же время композитный материал должен быть гибким, чтобы пациент мог излечить кость. В то же время он может поддерживать свой естественный диапазон движения и движения.
После десятков испытаний Вэй и Чжан обнаружили, что они искали. Этот новый композиционный материал состоит из волокон и полимолочной кислоты (биоразлагаемый термопласт из кукурузного крахмала и сахарного тростника). В растворе каждый раствор покрыт мелкими микробными керамическими частицами из гидроксиапатита (минералы фосфата кальция, обнаруженные в зубах и костях). Затем покрытые волокна накладываются на небольшие стальные каркасы. Выше и прессуют в компактный составной стержень в горячей пресс-форме.
В недавнем исследовании, опубликованном в «Механическом поведении биомедицинских материалов», Вэй сообщает, что высокоэффективные биодеградируемые композиты демонстрируют высокую прочность и хорошую гибкость, что является одним и тем же типом биоматериалов в литературе Самое высокое значение записано выше. Кроме того, их производительность станет более отличной.
Он также сказал: «Наши результаты исследования показывают, что: этот новый тип композитного материала обладает очень высокой прочностью и гибкостью. Но мы думаем, что если мы сможем сделать каждый компонент Для достижения нашей цели мы получим лучшие результаты ».
Композиции, разработанные лабораторией Вей, завершают свою работу, а затем начинают деградировать через год. Операции не требуется. удален.
Взаимодействуя с исследовательской группой Вэй и Чжана, были Брайант Хаймбах, докторант и научный сотрудник по материалам Wei Labs, и Берлил Тонили из UConn, который учился в области материаловедения и техники.
Команда начала тестирование новых производных композитов, в том числе тех, которые используют монокристаллы гидроксиапатита для получения более прочных соединений, и изменение состава покрытия, чтобы сделать его более весомым Максимизируйте механические свойства.