Ez a gél elég erős ahhoz, hogy pótolja a porcot a térdben
A térdízület az egyik legterheltebb, pusztulása visszafordíthatatlan. Az egyesült államokbeli Duke Egyetem kutatói kifejlesztettek egy szuper erős, szakítószilárdságú kocsonyás anyagot, amely pótolhatja a hibás porcot.
Bármely sportoló tudja, hogy a térd az egyik leginkább megterhelt ízület a testben. Vegye figyelembe, hogy a verseny során a talajjal történő minden egyes ütközéskor a térdre gyakorolt stressz megegyezik a test súlyának három-nyolcszorosával! De ismételt trauma, túlsúly vagy életkor után a térd porcsa elhasználódik, és már nem tölti be a lengéscsillapító szerepét. Franciaországban évente 80–90 000 térdprotézist ültetnek be. De ezeknek a fémprotézeknek az élettartama korlátozott (legfeljebb 20 év), és gyakran csökkent mozgásképességhez vezetnek. A kutatók ezért évek óta próbálnak olyan hidrogéleket kifejleszteni, amelyek képesek helyettesíteni az ízületet. Nehéz cél, mert a gélnek elég erősnek kell lennie ahhoz, hogy elbírja a test súlyát, és elég rugalmasnak és csúszósnak kell lennie ahhoz, hogy lengéscsillapítóként működjön. Pontosan ezeket az a priori ellentétes tulajdonságokat sikerült kombinálniuk az észak-karolinai (Egyesült Államok) Duke Egyetem kutatóinak.
100 000-szer nyújtózkodott vetemedés vagy szakadás nélkül
"Bár az érme nagyságú korong 60% vízből áll, 45 kg súlyt képes elviselni" - így biztosítják Feichen Yang és munkatársai a cikkben megjelent cikkükben. Fejlett funkcionális anyagok . A tesztek során a korongot deformálódás vagy szakadás nélkül 100 000-szer meg lehet nyújtani, ami mechanikai ellenállást hasonlít a jelenleg használt titánprotézisekhez. Rendkívül strapabíró és nem mérgező a környező sejtekre - írja az egyetem.
Összefonódott polimerek hálózata
Ennek az új hidrogélnek a titka, amely egyfajta kocsonyás korongnak tűnik, a szerkezetében rejlik. Két egymásba fonódó polimerszálból áll, amelyek közül az egyik nagyon kibővíthető „spagetti” alakban, a másik merevebb „kosár” alakban és negatív töltések haladnak át rajta. Az első megadja az anyag szilárdságát, míg a második az összenyomás ellenáll, a negatív töltések pedig taszítják egymást. Az egészet egy harmadik háló cellulóz nanoszál erősíti, amelyek megerősítik a szerkezetet, és nyújtáskor megakadályozzák a szakadást. "Három komponensnek ez a kombinációja adja ezt a struktúrát egyszerre rugalmasnak és merevnek" - mondja Feichen Yang, a tanulmány vezető szerzője.