ساخت هیدروژلی قدرتمندتر از زانوی انسان

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از نیواطلس، این درحالی است درد مفاصل یکی از بیماری های مربوط به سالمندی است که به دلیل فرسایش غضروف ها اتفاق می افتد.

غضروف های طبیعی نقش مهمی در محافظت از مفاصل دارند اما متاسفانه پس از افزایش سن یا جراحت خود را احیا نمی کنند. درمان های فعلی معمولاً به مسکن یا فیزیوتراپی محدود است و اگر وضعیت بیمار بدتر شود، کل ساختار زانو دوباره بازسازی می شود.

اما اگر دستاورد جدید محققان دانشگاه دوک کارآمد باشد، احتمالاً یک گزینه درمانی جدید و بهتر در راه است.

پیش از این درباره هیدروژل های نرم و انعطاف پذیر به عنوان جایگزینی برای غضروف بررسی شده اند، اما بیشتر آنها قادر به تحمل وزن نبوده اند. در سال ۲۰۲۰ میلادی محققان دانشگاه دوک هیدروژلی ابداع کردند که ویژگی های آن به اندازه غضروف طبیعی خوب تر بود و حتی عملکرد آن از نمونه واقعی نیز بهتر بود.

هیدروژل جدید از فیبرهای سلولزی ابداع شده و در نتیجه ماده حاصل هنگام کشیده شدن قدرتمندتر است. فیبرهای سلولزی با پلی وینیل الکل ترکیب شده و سبب می شوند تا هیدروژل به حالت اولیه خود باز گردد. علاوه بر آن محققان روش تولید آن را نیز دستکاری کردند و به جای فریز کردن و باز کردن یخ آن مانند بقیه هیدروژل ها، ماده مورد نظر را مانند شیشه داغ کردند.

"فیبرهای سلولزی با پلی وینیل الکل ترکیب شده و سبب می شوند تا هیدروژل به حالت اولیه خود باز گردد"در نتیجه این روند کریستال های بیشتری در شبکه پلیمر ایجاد شد.

حاصل این فرایند یک هیدروژل با قدرت انعطاف پذیری زیاد تا حد ۵۱ مگاپاسکال وقدرت تحمل فشار بالا تا ۹۸ مگاپاسکال بود. به این ترتیب انعطاف پذیری هیدروژل به دست آمده ۲۶ و قدرت تحمل فشار آن ۶۶ درصد بالاتر از غضروف طبیعی است. همچنین به گفته محققان قدرت انعطاف پذیری هیدروژل مذکور ۵ بار بیشتر و قدرت تحمل فشار آن ۲ بار بیشتر از هیدروژل هایی است که با روش فریز کردن و یخ گشایی ساخته می شوند.

به گفته محققان ایمپلنت هایی از این ماده ساخته شده و هم اکنون در گوسفندان آزمایش شده است. علاوه برآن آزمایش های بالینی نیز از آوریل ۲۰۲۳ میلادی آغاز خواهد شد.

تحقیق مذکور در نشریهadvanced functional materials منتشر شده است.