БИОТЕХ
No Result
View All Result
No Result
View All Result
БИОТЕХ
No Result
View All Result
Home Отраслевые биотехнологии

Смешивание шелка с полимерами может привести к созданию лучших биомедицинских имплантатов

biotech
17.08.2020
Отраслевые биотехнологии
0
0
0
SHARES
4
VIEWS
Share on FacebookShare on Twitter

Сплетенный пауками и шелкопрядами шелк озадачил инженеров-людей, которым еще предстоит придумать, как искусственно воссоздать это прочное тонкое волокно. Но, комбинируя шелк, который безопасен для использования в организме человека с синтетическими соединениями, одна исследовательская группа приближается к разработке новых имплантируемых композитных материалов с лучшими свойствами обоих. Потенциальные применения, до которых еще предстоит много лет, могут включать структуры, удерживающие кость на месте после операции или замены хрящевой подушки в колене.

[penci_related_posts title=»Вам также может быть интересно» number=»4″ style=»list» align=»none» displayby=»cat» orderby=»random»]

Исследователи представят свои результаты на виртуальном собрании и выставке Американского химического общества (ACS) осенью 2020 года.

«Шелк имеет большой потенциал для использования в биомедицине», — говорит Хуан Гуан, доктор философии, главный исследователь проекта. «Шелк универсален, и человеческий организм переносит его довольно хорошо и даже может его разрушить и поглотить».

Шелк имеет долгую историю в медицине. Записи древних врачей, сшивающих пациентов волокнами, пряденными шелкопрядами, датируются почти 2000 лет. И сегодня хирурги завершают некоторые операции, например операции на глазу, шелковыми швами.

Комбинируя шелк и синтетические полимеры, Гуань и ее коллеги из Университета Бейхан стремятся разработать новые универсальные материалы для использования в медицине и, возможно, в других областях. В то время как другие исследователи уже разработали композитные материалы с шелком, они обычно работали с короткими волокнами или основным белком шелка. Гуань, однако, делает акцент на шелковой ткани, сотканной из одной длинной нити.

По ее словам, коконы тутового шелкопряда могут содержать волокна длиной почти 5 000 футов, и при использовании целиком в ткани такое волокно может более эффективно распределять механическое напряжение, чем серия более коротких дискретных волокон. В своих исследованиях команда Гуаня использует шелк обыкновенного домашнего шелкопряда Bombyx mori , а также более жесткие и эластичные волокна диких видов.Antheraea pernyi .

Исследователи комбинируют эту ткань с полимерной матрицей, часто эпоксидной, которая используется в клеях. Вместе ткань и полимер образуют ламинат — похожий на прочное поверхностное покрытие, которое есть на некоторых предметах мебели, — который затем можно разрезать на нужные исследователям формы.

Гуан и ее коллеги говорят, что свойства этих новых материалов могут сделать их более подходящими для тканей человеческого тела, чем те, которые используются сегодня. Например, они сотрудничают с врачами-ортопедами, чтобы разработать структуры, напоминающие клетки, которые временно удерживают позвонки на месте, когда они срастаются после операции. Эта задача в настоящее время решается в основном с использованием металла. По ее словам, твердость и жесткость шелковых композитов более совместима с костью, что делает их потенциально более упругими, но более удобными, чем металлические конструкции.

Однако есть проблемы. Внутренняя часть человеческого тела влажная, что является потенциальной проблемой, поскольку вода может смягчать и ослаблять шелк. В новых экспериментах Гуань и ее коллеги проверили, как композитные материалы из шелка и эпоксидной смолы выдерживают воздействие влаги или погружения в воду. Для использования рядом с костью они должны сохранять определенную жесткость. По ее словам, эксперименты показали, что, хотя этот атрибут уменьшался в более влажных условиях, композиты оставались достаточно жесткими, чтобы функционировать как имплантаты.

Хотя эпоксидная смола прочно прикрепляется к шелковому волокну, у нее есть серьезный недостаток: тело не может разрушить эпоксидную смолу и поглотить ее, а это означает, что она не подходит для имплантатов, предназначенных для растворения. Гуань недавно начал работать с биополимерами, которые, как и шелк, могут разрушаться и поглощаться телом. Однако эти композиты имеют меньшую внутреннюю когезию, чем те, которые содержат эпоксидную смолу. «Ключевой вопрос заключается в том, как сделать более прочным соединение между биополимером и шелковой тканью», — говорит она.

Ученые также хотят дополнить шелк другими типами волокон. В недавнем исследовании они добавили в смесь углеродные волокна. «Идея гибридизации шелка с другими волокнами позволяет получить довольно хороший спектр свойств, которые можно оптимизировать для конкретного применения», — говорит Роберт О. Ричи, доктор философии, автор исследования углеродного волокна. По его словам, эти новые конструкционные материалы могут использоваться где угодно: в человеческом теле , даже в теннисных ракетках или в двигателях самолетов.


Источник:  Американское химическое общество
Фото: Американское химическое общество

Tags: имплантмедицина
Предыдущий

Наночастицы для иммунизации растений от теплового стресса

Следующий

Разблокирование клетки улучшает усвоение студентами генетического кода

biotech

Следующий

Разблокирование клетки улучшает усвоение студентами генетического кода

  • В тренде
  • Просмотрено
  • Новое
Новый вариант коронавируса: что такое спайковый белок и почему в нем важны мутации?

Новый вариант коронавируса: что такое спайковый белок и почему в нем важны мутации?

Зеленый водород

Зеленый водород

Кто такой биотехнолог и чем занимается?

Кто такой биотехнолог и чем занимается?

MedTech Innovator объявляет 50 лучших стартапов Medtech

Canefit

Автоматизация промышленного выращивания сахарного тростника

Микробиологическая утилизация полимерных отходов

Новые биопластики с микробами: Анна Илинен

Программа диагностики коронавируса

Изучая морского слизня, исследования указывают на лучшее оборудование для искусственного интеллекта

Изучая морского слизня, исследования указывают на лучшее оборудование для искусственного интеллекта

Машинное обучение улучшает анализ биологических изображений

Машинное обучение улучшает анализ биологических изображений

Прогноз погоды с искусственным интеллектом для умных ферм

Прогноз погоды с искусственным интеллектом для умных ферм

Искусственное волокно, спряденное из жидкокристаллического эластомера

Искусственное волокно, спряденное из жидкокристаллического эластомера

ПОПУЛЯРНОЕ

Изучая морского слизня, исследования указывают на лучшее оборудование для искусственного интеллекта

Изучая морского слизня, исследования указывают на лучшее оборудование для искусственного интеллекта

Машинное обучение улучшает анализ биологических изображений

Машинное обучение улучшает анализ биологических изображений

Прогноз погоды с искусственным интеллектом для умных ферм

Прогноз погоды с искусственным интеллектом для умных ферм

Искусственное волокно, спряденное из жидкокристаллического эластомера

Искусственное волокно, спряденное из жидкокристаллического эластомера

Биотех

© 2021 Биотехнологии

Ссылки

  • Конфиденциальность

Подпишитесь на нас

No Result
View All Result

© 2021 Биотехнологии

Welcome Back!

Login to your account below

Forgotten Password?

Create New Account!

Fill the forms below to register

All fields are required. Log In

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.

Log In
Просматривая этот сайт, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности