Този гел е достатъчно силен, за да замести хрущяла в коленете
Колянната става е една от най-стресираните и нейното унищожаване е необратимо. Изследователи от университета Дюк в САЩ са разработили супер здрав, устойчив на опън желатинов материал, който може да замести дефектния хрущял.
Всеки спортист знае, че коляното е една от най-стресираните стави в тялото. Помислете, че при всеки удар със земята по време на състезанието напрежението върху коляното е равно на три до осем пъти теглото на тялото! Но след многократна травма, наднормено тегло или възраст хрущялът на коляното се износва и вече не играе ролята си на амортисьор. Във Франция всяка година се имплантират от 80 000 до 90 000 коленни протези. Но тези метални протези имат ограничен живот (максимум 20 години) и често водят до намалена подвижност. Следователно от няколко години изследователите се опитват да разработят хидрогелове, способни да заменят ставата. Трудна цел, тъй като гелът трябва да бъде едновременно достатъчно силен, за да поддържа тежестта на тялото, и достатъчно гъвкав и хлъзгав, за да действа като амортисьор. Именно тези априорни противоположни качества са успели да съчетаят изследователите от университета Дюк в Северна Каролина (САЩ).
Разтегнато 100 000 пъти без изкривяване или разкъсване
„Диск с размер на монета, макар и съставен от 60% вода, може да издържи тегло от 45 килограма“, уверяват по този начин Фейхен Янг и неговите колеги в статията им, публикувана в Разширени функционални материали . При тестове дискът може да бъде опънат 100 000 пъти без изкривяване или разкъсване, механично съпротивление, сравнимо с това на титановите протези, които се използват в момента. Освен това е изключително износоустойчив и нетоксичен за околните клетки, съобщават от университета.
Мрежа от преплетени полимери
Тайната на този нов хидрогел, който прилича на вид желатинов диск, се крие в неговата структура. Състои се от две мрежи от преплетени полимерни нишки, едната е много разтегателна във формата на „спагети“, другата е по-твърда във формата на „кошница“ и преминава от отрицателни заряди. Първият придава на материала здравина, докато вторият служи за противопоставяне на компресията, като отрицателните заряди се отблъскват. Цялото нещо е подсилено от трета мрежа от целулозни нановолокна, които подсилват структурата и предотвратяват разкъсването й при разтягане. „Именно тази комбинация от три компонента придава на тази структура едновременно гъвкавост и твърдост“, казва Фейхен Янг, водещ автор на изследването.