עכביש משי: מפתח חדש תיקון מרוכבים עצם!

החוקרים המציאו קומפוזיציה מתכלה עשוי סיבי משי שניתן להשתמש בהם כדי לתקן עצמות נושאות שבר שבורה מבלי לייצר סיבוכים כמו חומרים אחרים.

עיבוד תלת מימדי של סוג חדש של תיקון מרוכבים העצם שפותחה על ידי אוניברסיטת Niederich. חומר מרוכב עשוי סיבי משי סיבי חומצה polyylactic, תוך שמירה על גמישות, הוא מצופה עם חלקיקים bioceramic מעולה. זה מורכב מתכלה יכול לעזור לרפא את העצם מבלי לייצר סיבוכים כמו חלקי מתכת.

תיקון עצמות נושאות עומס גדולות כגון עצמות רגליים יכול להיות תהליך ארוך וקשה.

תיקון עצמות נושאות עומס גדולות כגון עצמות רגליים יכול להיות תהליך ארוך וקשה.

כדי להקל על תיקונים, רופאים לפעמים להתקין צלחת מתכת לתמוך העצם כאשר הוא ריפוי. אבל זה יכול להיות בעיה. מתכות מסוימות מזריקות יונים לתוך הרקמה הסובבת, הגורמת לדלקת ולגירוי. בנוסף, המתכת היא גם מאוד קשה. אם צלחת מתכת נתונה לעומסים מוגזמים ברגליים, העצמות החדשות עשויות להיות שבריריות יותר וסבירות יותר לשבר.

כדי למצוא פתרון לבעיה זו, מדען חומר ומהנדס ביו-רפואה פרופסור ווי ווי פנה לעכבישים ועשים כדי לקבל השראה. Wei מודאג במיוחד על fibroin משי, חלבון שנמצא סיבי משי של עכבישים ועשים, ידוע קשיחות טובה חוזק מתיחה שלה.

הקהילה הרפואית כבר מזמן מודעת לקיומה של fibroin משי. בשל חוזק גבוה שלה biodegradability טוב, הוא מרכיב נפוץ של תפרים רפואיים והנדסת רקמות. עם זאת, אף אחד לא ניסה לעשות את זה פולימר חומר צפוף, ווי ידע פיברוק משי היה המפתח אם היא רוצה לעשות מכשיר טוב יותר לתקן שבר שבר הנושא העצם.

בשיתוף פעולה עם פרופ 'דיאניון ג'אנג, מהנדס מכונות באוניברסיטת קונטיקט, החל המעבדה של פרופ' ויי לבדוק את פיברוק המשי בחומרים מרוכבים שונים על-ידי מציאת השילוב הנכון ויחס החומרים השונים כדי להשיג את הכוח והגמישות הטובים ביותר. מִין. הרכב חדש של הקורס צריך כוח גבוה שלה. קַשִׁיוּת. עם זאת, זה לא צריך להיות גבוה מדי. אם קשיות גבוהה מדי, זה יהיה לעכב את הצמיחה של עצמות צפופה. יחד עם זאת, החומר המרוכב צריך להיות גמיש, כך שהחולה יכול לרפא את העצם תוך שמירה על טווח הטבעי של תנועה ותנועה.

לאחר עשרות בדיקות, ווי וג'אנג גילו את מה שחיפשו. חומר מרוכב חדש מורכב סיבים נימה סיבי חומצה polyylactic (תרמופלסטיים מתכלה עשוי עמילן תירס מקל סוכר), ספוג בפתרון, וכל פתרון מצופה hydroxyapatite. חלקיקי קרמיקה יפים משובחים (מינרלי פוספט סידן שנמצאו בשיניים ובעצמות). סיבי מצופה היו שכבות מכן על מסגרת פלדה קטנה ולחצה לתוך מוט מרוכבים צפופה בתבנית דחיסה חם.

במחקר שנערך לאחרונה שפורסם ב "התנהגות מכנית של חומרים ביו", Wei דיווח כי ביצועים גבוהים מתכלה מרוכבים התערוכה כוח גבוה וגמישות טובה, שהוא אותו סוג של biomaterials בספרות. הערך הגבוה ביותר שנרשם אי פעם. בנוסף, הביצועים שלהם יהיה אפילו טוב יותר.

וויי, שהוא גם דיקן עמית של בית הספר להנדסה ומקדיש את עצמו למחקר ולתואר ראשון בחינוך, אמר: "התוצאות שלנו מראות כי לסוג החדש של חומר מרוכב יש כוח וגמישות גבוהים מאוד, אך אנו חושבים שאם יכול לעשות כל רכיב כדי להשיג את המטרה שלנו, נוכל לקבל תוצאות טובות יותר. "

חומר מרוכב החדש יש גם קשיחות. עצם הירך של המבוגרים והקשישים עשויה להימשך חודשים להחלים. החומר המורכב שפותח על ידי המעבדה של Wei השלים את עבודתו ולאחר מכן החלה להשפיל שנה לאחר מכן. אין צורך בהסרה כירורגית.

מצטרף צוות המחקר Wei ו Zhang הם בראיינט Heimbach, סטודנט לדוקטורט מדען חומרים ב Wei Lab ובריל טוניאלי מ UConn אשר לומד מדעי החומרים ותארים הנדסיים.

הצוות החל לבדוק נגזרות חדשות של חומרים מרוכבים, כולל אלה המשתמשים בצורת גביש בודד של hydroxyapatite עבור תרכובות כוח יותר, וכן שינוי בתערובת ציפוי לעשות את זה יש יותר משקל בעצמות מקסימלית מכני propertie