นักวิจัยได้คิดค้นวัสดุที่ย่อยสลายได้คอมโพสิตที่ทำจากใยไหมซึ่งสามารถใช้ในการซ่อมแซมกระดูกร้าวแบกภาระและไม่มีวัสดุอื่น ๆ เช่นภาวะแทรกซ้อน
เค้าสามมิติของมหาวิทยาลัยคอนเนตทิคัคอมโพสิตพัฒนารูปแบบใหม่ของการซ่อมแซมกระดูก. วัสดุนี้คอมโพสิตที่ทำจากเส้นใยไหมและเส้นใยกรด polylactic ขณะที่ยังคงมีความยืดหยุ่น แต่ยังชีวภาพอนุภาคเซรามิกที่ยอดเยี่ยมเคลือบ. ดังกล่าวทางชีวภาพ วัสดุคอมโพสิตที่ย่อยสลายกระดูกอาจช่วยในการรักษาโดยไม่มีภาวะแทรกซ้อนเช่นสมาชิกโลหะที่เกิด
ซ่อมกระดูกแบกน้ำหนักที่สำคัญเช่นกระดูกขาอาจจะเป็นกระบวนการที่ยาวและยาก
เพื่อความสะดวกในการซ่อมแซมแพทย์บางครั้งติดตั้งแผ่นโลหะเพื่อสนับสนุนกระดูกในขณะที่กระดูกกำลังรักษา แต่อาจเป็นปัญหาบางโลหะจะฉีดไอออนเข้าไปในเนื้อเยื่อรอบซึ่งจะทำให้เกิดการอักเสบและการระคายเคืองนอกจากนี้โลหะยังยากมากถ้าเป็นโลหะ คณะกรรมการมีน้ำหนักมากเกินไปในขากระดูกใหม่อาจเปราะบางและมีแนวโน้มที่จะแตกหักได้
เพื่อหาแนวทางแก้ไขปัญหานี้นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุศาสตราจารย์ Mei Wei วิศวกรชีวการแพทย์ต้องการความช่วยเหลือจากแมงมุมและแมลงในการค้นหาแรงบันดาลใจ Wei กังวลเป็นพิเศษเกี่ยวกับไหมไฟโบรินซึ่งพบในเส้นใยไหมของแมงมุมและแมลงเม่า โปรตีนเป็นที่รู้จักสำหรับความเหนียวที่ดีและความต้านทานแรงดึง
ชุมชนทางการแพทย์ได้ตระหนักถึงการดำรงอยู่ของ fibroin ไหมเนื่องจากความแข็งแรงสูงและการสลายตัวทางชีวภาพที่ดีมันเป็นส่วนหนึ่งของการเย็บทางการแพทย์และวิศวกรรมเนื้อเยื่ออย่างไรก็ตามไม่มีใครพยายามที่จะทำให้มันหนาแน่น วัสดุพอลิเมอร์และ Wei รู้ว่าผ้าไหม fibroin เป็นกุญแจสำคัญถ้าเธอต้องการสร้างอุปกรณ์ที่ดีกว่าในการซ่อมกระดูกหัก
ห้องปฏิบัติการของ Prof. Wei ได้เริ่มทดลองผ้าใยไหมในวัสดุคอมโพสิตต่างๆโดยการหาส่วนผสมที่เหมาะสมและอัตราส่วนของวัสดุต่างๆเพื่อให้ได้ความแข็งแรงและความยืดหยุ่นที่ดีที่สุด เพศองค์ประกอบใหม่ของหลักสูตรต้องมีความแข็งแรงสูงความแข็ง แต่ก็ไม่จำเป็นต้องสูงเกินไปความแข็งมากเกินไปจะยับยั้งการเจริญเติบโตของกระดูกหนาแน่นในเวลาเดียวกันวัสดุคอมโพสิตจะต้องมีความยืดหยุ่นเพื่อให้ผู้ป่วยสามารถรักษากระดูก ในขณะเดียวกันก็สามารถรักษาช่วงเคลื่อนไหวและการเคลื่อนไหวของธรรมชาติได้
Wei และ Zhang ค้นพบสิ่งที่พวกเขากำลังมองหาวัสดุผสมใหม่นี้ประกอบด้วยเส้นใยและเส้นใยกรด polylactic (thermoplastic ย่อยสลายทางชีวภาพที่ทำจากแป้งข้าวโพดและอ้อย) ในสารละลายสารละลายแต่ละตัวจะถูกเคลือบด้วยอนุภาคเซรามิกละเอียดที่ทำจากไฮดรอกซีอะพาไทต์ (แคลเซียมฟอสเฟตแร่ธาตุที่พบในฟันและกระดูก) เส้นใยที่เคลือบแล้วจะถูกแบ่งเป็นชั้นบนโครงเหล็กขนาดเล็ก ด้านบนและกดลงในแท่งคอมโพสิตที่มีขนาดกะทัดรัดในแม่พิมพ์บีบอัดความร้อน
ในการศึกษาล่าสุดที่ตีพิมพ์ใน "พฤติกรรมทางเครื่องกลของวัสดุชีวการแพทย์" Wei รายงานว่าคอมโพสิตที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพที่มีประสิทธิภาพสูงแสดงถึงความแข็งแรงและความยืดหยุ่นสูงซึ่งเป็นวัสดุชีววิทยาประเภทเดียวกันในวรรณคดี ค่าสูงสุดที่บันทึกไว้ข้างต้นนอกจากนี้ประสิทธิภาพของพวกเขาจะดีขึ้นมาก
Wei ยังเป็นรองคณบดีคณะวิศวกรรมศาสตร์เขาทุ่มเทให้กับการวิจัยและการศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาเขากล่าวว่าผลงานวิจัยของเราแสดงให้เห็นว่าวัสดุคอมโพสิตชนิดใหม่นี้มีความแข็งแรงและความยืดหยุ่นสูงมาก แต่เราคิดว่าถ้าเราสามารถทำส่วนประกอบได้ทุกชิ้น เพื่อให้บรรลุเป้าหมายของเราเราจะได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้น
วัสดุผสมใหม่นี้ยังมีความเหนียวกระดูกอ่อนของผู้ใหญ่และผู้สูงอายุอาจต้องใช้เวลานานหลายเดือนในการรักษาส่วนประกอบของวัสดุที่พัฒนาโดยห้องปฏิบัติการของเหว่ยทำให้การทำงานเสร็จสมบูรณ์และเริ่มลดระดับลงหลังจากผ่านไปหนึ่งปีไม่จำเป็นต้องผ่าตัด ลบออก
การเข้าร่วมทีมวิจัยของ Wei และ Zhang คือ Bryant Heimbach นักศึกษาระดับปริญญาเอกและนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุจาก Wei Labs และ Beril Tonyali จาก UConn ที่ศึกษาระดับปริญญาด้านวิทยาศาสตร์วัสดุและวิศวกรรมศาสตร์
ทีมงานได้เริ่มทดสอบสารอนุพันธ์ใหม่ของคอมโพสิตรวมทั้งผู้ที่ใช้ผลึกเดี่ยวของไฮดรอกซีอะพาไทต์เพื่อเพิ่มความแข็งแรงของสารและเปลี่ยนส่วนผสมของสารเคลือบเพื่อให้มีน้ำหนักมากขึ้น สมบัติเชิงกลสูงสุด