محققان موفق به توسعه هیدروژل با عملکرد مشابه غضروف زانو شدند

توسط تیر 13, 1399 اخبار فناوری

غضروف نقش حیاتی در زانوها دارد، بنابراین هرگونه آسیب به آن می‌تواند زندگی ما را مختل کند. در زمان آسیب‌دیدگی، باید غضروف عوض شود که البته جایگزین خوبی برای آن پیدا نمی‌شود. اخیرا محققان در دانشگاه «دوک» موفق به تولید هیدروژل جدیدی شده‌اند که مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهد.

زانو یکی از نقاط بدن است که فشارهای زیادی را باید تحمل کند، بنابراین ویژگی‌های منحصر به فردی دارد. غضروف زانو علاوه بر مقاومت بالا، باید نرمی کافی نیز داشته باشد تا در کنار تحمل وزن فرد، بتواند در برابر نیروها هنگام قدم زدن نیز از خود مقاومت نشان دهد. زمانی که این غضروف آسیب ببیند یا پس از دهه‌ها با مشکل مواجه شود، به صورت کامل بهبود پیدا نمی‌کند.

در برخی مواقع آسیب به اندازه‌ای شدید است که تنها راه حل، تعویض کامل زانو است اما حتی چنین کاری نیز نمی‌تواند بهبود کامل وضعیت شما را تضمین کند. دانشمندان برای بهبود وضعیت زندگی بیماران، از مدت‌ها قبل در حال کار روی هیدروژل‌ها به عنوان جایگزین غضروف بوده‌اند و همانطور که می‌توان از نام آن‌ها حدس زد، با ژل که بخش بزرگی از آن را آب تشکیل داده، روبه‌رو هستیم.

محققان اخیراً موفق به ساخت نسخه جدیدی از این ماده شده‌اند که خواص مکانیکی مشابه غضروف دارد. این هیدروژل جدید از چندین شبکه رشته‌ پلیمری تشکیل شده که درون هم بافته شده‌اند.

یکی از شبکه‌های این هیدروژل از رشته‌های کششی تشکیل شده، در حالی که شبکه دوم سفت‌تر است و رشته‌هایی با بار منفی دارد. شبکه سوم نیز حاوی الیاف سلولزی برای تقویت ساختار است. این سه شبکه، به هیدروژل امکان می‌دهند که پس از کشیده یا فشرده شدن، به حالت اولیه خود بازگردد و در برابر نیروها از خود مقاومت نشان دهند.

محققان این هیدروژل را درون یک دیسک با ابعاد سکه قرار دادند و سپس مقاومت آن را با یک وزنه ۴۵ کیلوگرمی بررسی کردند. در این آزمایش، ماده تولیدی شکل خود را حفظ کرد. این ماده برای ۱۰۰ هزار بار کشیده شد که نتیجه آن، مقاومت یکسان با تیتانیوم متخلخل مورد استفاده در ایمپلنت‌های استخوان بود.

علاوه بر مقاومت در برابر فشار و کشش، این ماده توانست در زمینه ساییدگی نیز عملکردی مشابه با غضروف واقعی داشته باشد که به معنای ۴ برابر مقاومت بیشتر در مقایسه با غضروف‌ مصنوعی موجود در دنیای پزشکی است. با وجود چنین موفقیت‌هایی، قبل از استفاده از آن در دنیای واقعی باید چندین سال روی آن آزمایش‌های بالینی انجام شود.

منبع : New Atlas

مطالب مرتبط :