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
svg%3E
Περισσότερα

Πώς η φορητή τεχνολογία μεταμορφώνει τη φροντίδα των ποδιών

Φορητή τεχνολογία: Είναι ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός για την υγεία των ποδιών. Προσφέρει έγκαιρες προειδοποιήσεις και εξατομικευμένες πληροφορίες πέρα ​​από την παραδοσιακή μέθοδο.

Πώς οι μαγνητικές σαρώσεις εντοπίζουν 6 τύπους κατάθλιψης 

Μαγνητικές σαρώσεις: Αυτές οι ανακαλύψεις με τη χρήση μαγνητικών σαρώσεων προτείνουν ότι η κατάθλιψη δεν είναι μια ενιαία διαταραχή αλλά ένα σύνθετο φαινόμενο με πολλές υποκατηγορίες, καθένα από τα οποία απαιτεί διαφορετική προσέγγιση στη διάγνωση και θεραπεία.

Η ανάπτυξη μίνι εντέρων βοηθά τη νόσο Crohn

Νόσος Crohn: Οι μίνι εντερικές καλλιέργειες μπορούν να παρέχουν πληροφορίες σχετικά με το πώς οι διαφορετικοί τύποι φλεγμονής επηρεάζουν την εντερική λειτουργία.

Μίνι κυλιόμενο ρομπότ παίρνει εικονικές βιοψίες

Ρομποτική: Είναι η πρώτη φορά που κατέστη δυνατή η δημιουργία τρισδιάστατων εικόνων υπερήχων υψηλής ανάλυσης που λαμβάνονται από έναν ανιχνευτή βαθιά μέσα στη γαστρεντερική οδό ή στο έντερο.

Πώς η υποβοηθούμενη αναπαραγωγή επηρεάζει την ανάπτυξη 

Οι ερευνητές προτείνουν ότι οι γονείς που έχουν χρησιμοποιήσει αυτές τις μεθόδους θα πρέπει να παρακολουθούν προσεκτικά την ανάπτυξη και την υγεία των παιδιών τους, προκειμένου να εντοπιστούν εγκαίρως τυχόν προβλήματα.

Η κυτταροκαλλιέργεια προωθεί τη διάγνωση του καρκίνου

Κυτταροκαλλιέργεια: Το νέο σύστημα επιτρέπει την ακριβή αξιολόγηση των ιδιοτήτων δέσμευσης των ουσιών ραδιενεργών δεικτών που πρέπει να δοκιμαστούν, της ακρίβειας στόχου τους και των πιθανών παρενεργειών.

Close Icon