Search Icon
ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ
Τεχνολογία

Βιοϊατρική: Μηχανικοί έφτιαξαν πολυλειτουργικές τενοντο-μιμητικές υδρογέλες

Βιοϊατρική: Μηχανικοί έφτιαξαν πολυλειτουργικές τενοντο-μιμητικές υδρογέλες

Βιοϊατρική: Η επιφάνεια των υδρογελών μπορεί να λειτουργήσει περαιτέρω για να κατευθύνει τις συμπεριφορές των κυττάρων ή να ενσωματωθεί με μαλακούς βιοηλεκτρονικούς αισθητήρες.



Η επισκευή ή η αντικατάσταση τραυματισμένων τενόντων ή παρόμοιων ιστών που φέρουν φορτίο αντιπροσωπεύει μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στην κλινική ιατρική. Οι φυσικοί τένοντες είναι ιστοί πλούσιοι σε νερό που παρουσιάζουν εξαιρετική μηχανική αντοχή και ανθεκτικότητα. Οι μηχανικές τους ιδιότητες προέρχονται από εξελιγμένες δομές μικροκλίμακας που περιλαμβάνουν άκαμπτα ινίδια κολλαγόνου ευθυγραμμισμένα παράλληλα και συμπλεγμένα με μαλακά βιοπολυμερή που συγκρατούν το νερό.


Τις τελευταίες δεκαετίες, οι ερευνητές προσπάθησαν να χρησιμοποιήσουν συνθετικές υδρογέλες, μια κατηγορία υλικών πλούσιων σε νερό που περιλαμβάνουν δίκτυα πολυμερών, για να αναπαράγουν τις δομές και τις ιδιότητες των φυσικών τενόντων. Παραμένει δύσκολο αφού οι συνθετικές υδρογέλες είναι συνήθως αδύναμες και εύθραυστες. Η επίλυση αυτής της αναντιστοιχίας θα επέτρεπε κρίσιμες εφαρμογές στην επισκευή ιστών, στα βιοϊατρικά ρομπότ, στις εμφυτεύσιμες συσκευές και σε πολλές άλλες τεχνολογίες.

Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Δρ. Lizhi Xu του Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών στη Σχολή Μηχανικών του Πανεπιστημίου του Χονγκ Κονγκ (HKU) ανέπτυξε έναν νέο τύπο τενοντομιμητικής υδρογέλης με εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες που ταιριάζουν με αυτές των φυσικών τενόντων σε συνδυασμό με πολυλειτουργικότητες για βιοϊατρικές εφαρμογές. Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Science Advances, σε άρθρο με τίτλο «Πολυλειτουργικές τενοντο-μιμητικές υδρογέλες». Η έρευνα παρουσιάστηκε επίσης στο Nature ως Research Highlight.

Σε αυτή τη μελέτη, νανοΐνες αραμιδίου που προέρχονται από το Kevlar, ένα πολυμερές υλικό που χρησιμοποιείται σε αλεξίσφαιρα γιλέκα και κράνη, αναμίχθηκαν με πολυβινυλική αλκοόλη, ένα άλλο συνθετικό πολυμερές, για την κατασκευή τενοντο-μιμητικών υδρογέλης. Με την εφελκυστική τάση που εφαρμόζεται κατά τη διαδικασία κατασκευής, οι νανοΐνες αραμιδίου ευθυγραμμίζονται μεταξύ τους σύμφωνα με την κατεύθυνση τάνυσης, οδηγώντας σε ένα ανισότροπο δίκτυο που μιμείται τα δομικά χαρακτηριστικά των φυσικών τενόντων.

Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των άκαμπτων νανοϊνών και των μαλακών πολυμερών προσδίδουν περαιτέρω υψηλή μηχανική σκληρότητα στα σύνθετα υλικά. Αυτή η υδρογέλη αποτελείται από 60% νερό ενώ παρουσιάζει εξαιρετικό συντελεστή Young ~ 1 GPa και αντοχή ~ 80 MPa, υπερτερώντας σε τάξεις μεγέθους άλλες συνθετικές υδρογέλες. Η επιφάνεια των υδρογελών μπορεί να λειτουργήσει περαιτέρω για να κατευθύνει τις συμπεριφορές των κυττάρων ή να ενσωματωθεί με μαλακούς βιοηλεκτρονικούς αισθητήρες.

“Αναπτύξαμε μια πλατφόρμα βιομιμητικών υλικών για προηγμένες βιοϊατρικές εφαρμογές. Τα δομικά στοιχεία των υλικών κατέλαβαν πολλά δομικά χαρακτηριστικά των φυσικών τενόντων, οδηγώντας σε εκπληκτικές ιδιότητες που είναι απρόσιτες με άλλες συνθετικές υδρογέλες”, είπε ο Δρ Xu, προσθέτοντας ότι “αυτές οι υδρογέλες δεν είναι μόνο μηχανικά ισχυρό αλλά και λειτουργικό με βιοενεργά μόρια και μαλακούς ηλεκτρονικούς αισθητήρες, παρέχοντας κρίσιμες δυνατότητες για επισκευή ιστών και εμφυτεύσιμες ιατρικές συσκευές».

Διαβάστε όλες τις τελευταίες Ειδήσεις για την υγεία από την Ελλάδα και τον Κόσμο
Ακολουθήστε το healthweb.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις
Ακολουθήστε το healthweb.gr στο κανάλι μας στο YouTube

Διαβάστε Eπίσης:

Είναι κατάλληλη για εμάς και τι επιφυλάσσει το μέλλον;

Οι θεραπευτικές ιδιότητες των φυτών στην ψυχική μας υγεία

Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τη γενετική για να σκάψουν στο παρελθόν ενός όγκου

Εφαρμογές υγείας ως ιατρικές συσκευές λογισμικού

svg%3E svg%3E
svg%3E
Αφιέρωμα στον Διαβήτη healthwebgr svg%3E
Περισσότερα

Νέα μέθοδος ανάπτυξης αιμοφόρων αγγείων σε εργαστηριακά οργανοειδή 

Οι ερευνητές έχουν αναπτύξει ένα καινοτόμο πρωτόκολλο που περιλαμβάνει τη χρήση βιοϋλικών, κυτταρικών παραγόντων και μοριακών σηματοδοτών για την προώθηση της αγγειογένεσης σε τρισδιάστατα οργανοειδή.

Τεχνητή νοημοσύνη: Μπορεί να βοηθήσει στην ανίχνευση εγκεφαλικών όγκων;

Τεχνητή νοημοσύνη: Οι ακτινολόγοι βρίσκονται μπροστά σε μια σημαντική επανάσταση στον τομέα της ιατρικής απεικόνισης, καθώς η τεχνητή νοημοσύνη αναμένεται να παίξει καθοριστικό ρόλο στην ανίχνευση εγκεφαλικών όγκων.

Νευρωνική διεπαφή: Πρόσβαση στον εγκέφαλο χωρίς επεμβατική χειρουργική

Νευρωνική διεπαφή: Οι τελευταίες εξελίξεις στην ιατρική τεχνολογία οδήγησαν στην ανάπτυξη μιας νέας ελάχιστα επεμβατικής νευρωνικής διεπαφής που υπόσχεται να αλλάξει δραστικά τον τρόπο αλληλεπίδρασης με τον εγκέφαλο.

Η τεχνική που επαναπροσδιορίζει τη µεταµόσχευση οργάνων 

Ένα από τα πιο υποσχόμενα πεδία έρευνας είναι η βιολογία των βλαστοκυττάρων. Τα βλαστοκύτταρα έχουν την ικανότητα να διαφοροποιούνται σε πολλούς τύπους κυττάρων και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αναγέννηση κατεστραμμένων οργάνων ή ιστών.

Νέο σύστημα φακών για ενδοσκόπια επιτρέπει στους γιατρούς να δουν μέσα στο σώμα όπως ποτέ άλλοτε

Ενδοσκόπιο: Έχει σχεδιαστεί ένα νέο είδος συστήματος φακών για την άκρη ενός ενδοσκοπίου, το οποίο θα μπορούσε να επιτρέψει στους γιατρούς να βλέπουν και να θεραπεύουν περιοχές βαθιά μέσα στο σώμα.

Ρομποτική χειρουργική: Ο νέος τρόπος αντιμετώπισης της πρόπτωσης μήτρας

Ρομποτική χειρουργική: Η πρόπτωση της μήτρας, όπου η μήτρα υποχωρεί από τη φυσική της θέση και κατέρχεται στον κόλπο, είναι μια συχνή κατάσταση που επηρεάζει πολλές γυναίκες, ειδικά εκείνες που έχουν υποβληθεί σε τοκετούς.

Τεχνητή νοημοσύνη: Ο νέος σύμμαχος στην ανίχνευση καρκινικών όγκων εγκεφάλου

Τεχνητή νοημοσύνη: Ένα επαναστατικό μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης έχει αναπτυχθεί για τον εντοπισμό καρκινικών όγκων στον εγκέφαλο με απίστευτη ταχύτητα και ακρίβεια.

Close Icon