Ученые изобрели гидрогель, который может заменить хрящевую ткань в суставах
Изобретенный американскими химиками гидрогель по характеристикам по результатам испытаний ни в чем не уступил хрящу в суставах человека. Об этом говорится в статье от 29 июня в журнале Advanced Functional Materials.
Речь идет о результатах исследований нового гидрогеля, который изобрели химики из Университета Дьюка в США. Новизна изобретения заключается в устранении недостатков предыдущего изобретения в этой области — гидрогеля, который использовался с 1970-х годов для замены хрящей и который имел недостаточную прочность для использования в коленных суставах.
Новый гель состоит из трех полимерных сетей: одна сеть представляет собой сплетение эластичных нитей; вторая — обеспечивает жесткость материала, третья сеть состоит из целлюлозных волокон.
«Только это сочетание всех трех компонентов — одновременно гибкое, жесткое и, следовательно, сильное», — пояснил Фейхен Янг, один из исследователей инновационного геля.
Ученые рассказали, что при растяжении искусственной ткани целлюлозные волокна защищают ее от разрывов, при сжатии отрицательные заряды вдоль жестких полимерных цепей отталкиваются друг от друга и прилипают к воде, возвращая ткань к своей первоначальной форме.
Во время испытаний один диск объемом 0,25 литра выдержал вес 45-килограммовой гири, не испытав деформаций. Материал подвергли растяжению порядка 100 000 раз, и он показал характеристики, сравнимые с характеристиками пористого титана, который используют для изготовления костных имплантатов. Опыты на износостойкость показали, что материал выдерживает трение как натуральный хрящ.
Отмечается, что новый материал в случае внедрения в медицинскую практику сможет помочь людям, которые испытывают проблемы с коленным суставом, но не желают идти на непростую операцию по замене хрящевой ткани сустава. Однако клиническое использование нового гидрогеля начнется не раньше чем через несколько лет. Материал должен еще пройти тестирование на безопасность.
