Паутина может стать ключом к восстанавливающему кости композиту
Москва, 13:54, 20 Апр 2018, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Исследователи из Университета Коннектикута создали биоразлагаемый композит из шелковых волокон, который может использоваться для восстановления сломанных нагружаемых костей без осложнений, иногда вызываемых другими материалами.
Для сращения таких переломов, отмечает sciencedaily.com, медикам часто приходится устанавливать металлические поддерживающие структуры. И это создает проблемы. Некоторые металлы выделяют в окружающие ткани ионы, вызывая воспаление и раздражение. Чрезмерно жесткие структуры также могут привести к росту более слабой, уязвимой кости.
Чтобы решить эту проблему, профессор Мэй Вэй обратилась за вдохновением к паукам и мотылькам. В частности, она сосредоточилась на фиброине шелка, белке в производимыми этими насекомыми волокнах, известном своей прочностью и сопротивлением разрыву.
Вещество уже используется в различных медицинских продуктах. Но никто еще не пытался создать из него прочный полимерный композит.
Вэй вместе с профессором Диануном Чжаном начали тестировать фиброин в различных составах. Итоговый композит должен был быть прочным и жестким, но не настолько, чтобы ухудшать качество кости. Дополнительно требовалась гибкость материала, чтобы не ограничивать подвижность пациентов.
Авторы нашли нужную структуру. Композит состоит из длинных шелковых нитей и волокон полимолочной кислоты, биоразлагаемого термопластика. Они погружаются в раствор, где каждый компонент покрывается биокерамическими частицами из гидроксиапатита (минерального фосфата кальция, встречающегося в зубах и костях). Затем обработанные волокна собираются в слои на маленьком стальном каркасе и сжимаются в горячей пресс-форме в плотную композитную плитку.
В статье Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials исследователи сообщили о рекордных показателях прочности и эластичности материала.
«И мы уверены, что, если удастся заставить каждый компонент выполнять нужные нам задачи, то мы добьемся еще большего успеха», — сказала Вэй.
Композит разлагается через год после введения. Костям отводится достаточно времени для восстановления, и пациенты не испытывают лишнего дискомфорта из-за операции по извлечению имплантата.
