O'rgimchak ipak: yangi suyak ta'mirlash kompozitlari uchun kalit!

Tadqiqotchilar boshqa materiallar kabi asoratlarni tug'dirmasdan singan yuk tashuvchisi suyaklarini ta'mirlash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan ipak tolasi bilan ishlangan biosfera bo'ladigan kompozitni ixtiro qildi.

Niederich universiteti tomonidan ishlab chiqilgan yangi suyak ta'mirlash kompozitsiyasining uch o'lchovli shakli. Kompozit material ipak tolali va polilaktik kislota elyafdan tayyorlangan va moslashuvchanlikni saqlab turganda, u mukammal bioseramik zarralar bilan qoplangan. Bu biologik, deb parçalanabilen aralash metal qismlarga kabi asoratlarni tug'dirmasdan suyakni yaxshilashga yordam beradi.

Oyoq suyagi kabi katta yuk ko'taruvchi suyaklarni ta'mirlash uzoq va murakkab jarayon bo'lishi mumkin.

Oyoq suyagi kabi katta yuk ko'taruvchi suyaklarni ta'mirlash uzoq va murakkab jarayon bo'lishi mumkin.

Ta'mirlashni osonlashtirish uchun shifokorlar ba'zan shifo topganida suyakni ushlab turish uchun metall plastinka o'rnatadilar. Ammo, bu muammo bo'lishi mumkin. Ba'zi metallar atrofdagi to'qimalarga ionlarni kiritib, bu yallig'lanish va tirnash xususiyati keltirib chiqaradi. Bundan tashqari, metall juda qiyin. Agar metall plastinka oyoqlarda ortiqcha yuklarga duch kelsa, yangi suyaklar kırılmaya va kırılmaya ko'proq mumkin.

Ushbu muammoni hal qilish uchun moddiy olim va biomedikal muhandis Mei Vey ilhomlantiradigan o'rgimchaklarga va oyoqlarga murojaat qildi. Wei, ayniqsa, ipak fibroin, o'rgimchak va iplarning ipak tolalari ichidagi oqsilni yaxshi italik va kuchlanish kuchi bilan ma'lum bo'lganidan tashvishlantiradi.

Tibbiy jamoalar uzoq vaqt davomida ipak fibroinining mavjudligi to'g'risida xabardor bo'lganlar. Uning yuqori quvvatli va yaxshi biologik parchalanishi tufayli, u tibbiy tikuv va to'qimalarni muhandislik qilishning keng tarqalgan komponentidir. Ammo hech kim uni zich polimer materialini ishlab chiqishga urinmasdi, va Vey sinchkovlik bilan yuk tashuvchisi suyagi tuzilishini yaxshilash uchun yaxshiroq qurilma yaratmoqchi bo'lsa, ipak fibroinning kalit ekanligini bilar edi.

Connecticut universiteti professori Dianyun Zhang bilan hamkorlikda Prof. Veyning laboratoriyasi turli kompozit materiallarda ipak fibroinni eng yaxshi quvvat va moslashuvchanlikka erishish uchun turli xil materiallarning to'g'ri kombinatsiyasini va nisbatlarini topish orqali sinovdan o'tkazdi. Jinsiy aloqa. Kursning yangi tarkibi uning yuqori quvvatiga muhtoj. Qattiqligicha. Biroq, bu juda yuqori bo'lishi shart emas. Qattiqlik juda baland bo'lsa, u suyaklarning suyaklarining o'sishiga to'sqinlik qiladi. Shu bilan birga, kompozitsiyali material moslashuvchan bo'lishi kerak, bunda suyakning shifo topishi uchun harakatlanadigan tabiiy harakati va harakati saqlanib qoladi.

Ko'plab testlardan so'ng, Wei va Zhang izlayotgan narsalarini topdilar. Yangi kompozit materiallar filamentli tolalar va polilaktik kislota tolalari (eritmadan namlangan mısır kraxmalından va shakar qamishidan ishlab chiqarilgan biologik, deb ayanchli termoplastik) va har bir eritma hidroksiapatit bilan qoplangan. Yaxshi mikrobial keramika zarralari (tish va suyaklardagi kaltsiy fosfat minerallari). Keyinchalik, qoplangan elyaflar kichik bir temir kvadrat ustiga qatlam bo'lib, issiq kompresyon kalıbında zich kompozit novda ichiga bastırıldı.

"Biomedikal materiallarning mexanik xatti-harakati" da chop etilgan yaqinda o'tkazilgan tadqiqotda, yuqori samaradorlikka ega biosfera bo'ladigan kompozitlarning adabiyotda bir xil turdagi biyomalzemalar bo'lgan yuqori kuch va yaxshi moslashuvchanligi borligini bildirgan. Hech qachon yozilmagan eng yuqori qiymat. Bundan tashqari, ularning ishlashi yanada yaxshi bo'ladi.

Texnika muhandisligi fakulteti dekani ham bo'lgan Vey va ilmiy izlanishlar va oliy o'quv yurtlariga o'qishga kirgan Vey shunday dedi: "Bizning natijalarimiz shuni ko'rsatadiki, bu yangi kompozitsion material juda yuqori quvvatga va moslashuvchanlikka ega, ammo agar biz har bir komponentni maqsadimizga erishish uchun amalga oshirishimiz mumkin, biz yaxshi natijalarga erishamiz. "

Yangi kompozit materiallar ham chidamliligiga ega. Kattalar va kattalar femurlari davolanish uchun bir necha oy o'tishi mumkin. Wei-ning laboratoriyasi tomonidan ishlab chiqilgan kompozitsiyali material o'z ishini yakunladi va keyinchalik bir yildan so'ng tushib ketdi. Jarrohlik olib tashlash talab qilinmaydi.

Wei va Zhangning tadqiqot guruhiga a'zo bo'lish uchun Bryan Heimbach, doktorant va Wei Lab laboratoriyasining materialshunoslari va UConnning Beril Tonyali, materialshunoslik va muhandislik darajasini o'rganadilar.

Jamoa kompozitlarning yangi turlarini sinovdan o'tkaza boshladi, shu jumladan, ko'proq kuchli birikmalar uchun gidroksiapatitning yagona kristall shaklini ishlatadigan va suyaklarda ko'proq vazn olish uchun qoplama aralashmasiga o'zgartirish kiritildi.