Создан искусственный хрящ из кевлара

Исследователи Мичиганского университета (США) и Цзяннаньского университета (Китай) создали искусственный хрящ, за основу которого были взяты кевлар, материал, обычно использующийся при изготовлении бронежилетов, и поливиниловый спирт, входящий в состав заменителей хрящей из гидрогеля. Комбинация подобных материалов, позволяет наиболее точно имитировать структуру и прочность настоящей хрящевой ткани. Описание разработки было опубликовано в Advanced Materials.

Как известно, операции по замене хряща являются довольной распространенной процедурой. Однако имплантируемые при этом искусственные хрящи значительно уступают настоящим — до этого ученым не удавалось совместить такие свойства как прочность и достаточную гибкость материала.

Искусственный хрящ очень гибок, и в то же время прочен на разрыв. Картинка: Джозеф Сюй, университет Мичигана

Прочность хрящевой ткани является ключевой для выполнения основных ее функций и переноса постоянных нагрузок во время движений в суставах. В то же время наличие достаточного количества жидкости также необходимо, так как она позволяет хрящу сохранять свою гибкость за счет выделения воды во время деформаций и ее реабсорбции при принятии нормальной формы.

Новый материал полностью копирует функционирование настоящего хряща путем постоянного выделения и последующей абсорбции воды. Картинка: Джозеф Сюй, университет Мичигана

Решение этой проблемы стало возможным благодаря совместной работе американских и китайских ученых. Они скомбинировали кевлар, очень прочный синтетический материал, и поливиниловый спирт, находящейся в виде гидрогеля, и способный задерживать большое количество жидкости. При этом волокна кевлара образуют опорную сеть, в которую встроен ПВС, содержащий в себе молекулы воды. Новый вид искусственной хрящевой ткани (“Kevlartilage”) выделяет воду под действием давления, а затем происходит ее обратное всасывание, также как и у настоящего хряща.

Электронная микроскопия искусственного хряща. Картинка: Личжи Сюй, лаборатория Котова

Во время проведения лабораторных тестов даже хрящ содержащий до 92% воды не уступал по прочности его живому прототипу. Команда ученых также провели тесты на биологическую совместимость, результаты которого не выявили какого-либо негативного действия на окружающие хрящ клетки организма. Тем не менее, исследователям еще предстоит узнать, возможно ли применение созданного ими материала в качестве имплантатов у пациентов.

Интересно и то, что создатели уже задумались о применении материала для замены и других видов тканей в организме. Как говорит Николай Котов, один из создателей разработки: «В человеческом организме есть много различных мембран, нуждающихся в подобных свойствах. Я бы хотел прощупать почву в этом направлении. Уже планирую поговорить с несколькими практикующими докторами, чтобы узнать, в какой области, по их мнению, на данный момент наблюдается наиболее острая нехватка искусственных материалов, чтобы мы смогли работать наиболее продуктивно».

Подготовила Александра Шатрова

Источник

Автор публикации

не в сети 2 дня

Редакция

Комментарии: 0Публикации: 615Регистрация: 11-07-2017

Добавить комментарий

Авторизация
*
*
Регистрация
*
*
*
Генерация пароля