Nieuws

Wetenschappers maken de eerste kraakbeengel die sterk genoeg is voor de knieën

Wetenschappers maken de eerste kraakbeengel die sterk genoeg is voor de knieën


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Een schijf ter grootte van een kwart van het materiaal dat het gewicht van een kettlebell van 100 pond weerstaat.Feichen Yang / Duke University

Het dunne laagje kraakbeen dat zich tussen de botten in de knie bevindt, is indrukwekkend. Het is sterk genoeg om het gewicht van een persoon te weerstaan, maar zacht genoeg om het gewricht te beschermen tegen schokken en tientallen jaren herhaald gebruik.

Zo'n combinatie was tot nu toe moeilijk te reproduceren in een laboratorium. Een groep onderzoekers van de Duke University nam de taak op zich en creëerde zo een experimentele hydrogel die als eerste de kracht en soepelheid van kniekraakbeen kon evenaren.

GERELATEERD: HYDROGEL DIE ZELFGENEZEN EN SHAPESHIFT KAN UITGEVONDEN DOOR WETENSCHAPPERS

Een hydrogel die zware belasting kan weerstaan

Ondanks het feit dat het materiaal dat door de onderzoekers is gemaakt voor 60 procent uit water bestaat, kan een enkele schijf van een kwart formaat het gewicht van een kettlebell van 100 pond dragen zonder te scheuren of zijn vorm te verliezen, zeggen de onderzoekers in hun paper gepubliceerd inGeavanceerde functionele materialen.

De makers zeggen dat het de eerste hydrogel is - een materiaal gemaakt van waterabsorberende polymeren - dat duurzaam is en bestand is tegen zowel zware belastingen als menselijk kraakbeen.

De onderzoekers, geleid door Duke chemie- en materiaalwetenschappers Ben Wiley en Ken Gall, hopen dat hun werk ooit mensen met knieklachten in staat zal stellen om een ​​vervanging voor beschadigd kraakbeen te krijgen. Een dergelijke ontwikkeling zou een alternatief bieden voor de 600.000 knievervangende operaties die alleen al in de VS elk jaar worden uitgevoerd.

Hoewel hydrogels al jaren worden gebruikt bij kraakbeenvervangingen, zijn ze nooit duurzaam genoeg geweest voor het dragende kniegewricht.

Het Duke-team maakte er hun missie van om dat te veranderen: "We wilden de eerste hydrogel maken die de mechanische eigenschappen van kraakbeen heeft", zei Wiley, hoogleraar scheikunde bij Duke, in een persbericht.

Een knijp- en squishbestendig materiaal

De nieuwe hydrogel is gemaakt met behulp van twee met elkaar verweven polymeernetwerken. De ene is gemaakt van rekbare strengen, terwijl de andere meer verweven en stugger is. Beiden hebben over hun lengte een negatieve lading. De twee polymeernetwerken worden vervolgens versterkt met een netwerk van cellulosevezels.

De cellulosevezels zijn bestand tegen trekken wanneer de gel wordt uitgerekt en helpen het materiaal bij elkaar te houden. De negatieve ladingen stoten elkaar af en houden zich vast aan water, waardoor de hydrogel zijn oorspronkelijke vorm behoudt wanneer deze wordt geperst.

"Alleen deze combinatie van alle drie de componenten is zowel flexibel als stijf en daarom sterk", zei co-auteur Feichen Yang, die een Ph.D. in Wiley's lab.

Na het vergelijken van hun materiaal met andere hydrogels - een test zag de onderzoekers het onderwerpen aan 100.000 herhaalde trekcycli - besloot het team dat die van hen slechts één was die vergelijkbaar was met de sterkte van kraakbeen onder zowel squishing als stretchen.

Het materiaal van het laboratorium naar de kliniek brengen zal nog minstens drie jaar duren, zei Wiley. Hoewel de eerste tests suggereren dat het materiaal niet giftig is voor in het laboratorium gekweekte cellen, is de volgende stap het ontwerpen van een implantaat dat het team kan testen bij schapen.

Uiteindelijk zegt het team dat hun onderzoek een immense doorbraak kan betekenen in gezondheid en geneeskunde, omdat het ertoe kan leiden dat mensen met kniepijn in een fractie van de tijd herstellen en tegelijkertijd de beperkte levensduur die gepaard gaat met kraakbeenherstel en knievervanging wegnemen. chirurgie.


Bekijk de video: Vera Verheldert #30: uit verhalen (December 2022).