پژوهشگران دانشگاه "دوک" موفق به ساخت یک هیدروژل غضروفی شده اند که برای اولین بار به اندازه کافی برای استفاده در مفصل زانو قدرتمند است.
به گزارش ایسنا به نقل از آی ای، یک لایه نازک از غضروف که در بین استخوان های زانو قرار دارد، جز مهمی است. این غضروف هم به اندازه کافی قوی است که بتواند وزن یک شخص را تحمل کند، هم به اندازه کافی نرم است که بتواند مفصل را روانکاری کند و از آسیب به استخوان ها طی چندین دهه استفاده مکرر جلوگیری کند.
تولید چنین چیزی تا به امروز مشکل بوده است، ولی اینک جمعی از پژوهشگران دانشگاه دوک این کار را به عهده گرفته اند و موفق به ساخت یک هیدروژل آزمایشی شده اند که نخستین ماده ای است که از نظر نرمی و قدرت با غضروف زانو مطابقت دارد.
علیرغم اینکه ۶۰ درصد از این ماده از آب تشکیل شده است، ولی میتواند وزن ۱۰۰ پوندی را بدون از هم پاشیدن و از دست دادن شکل خود تحمل کند.
سازندگان این غضروف مصنوعی می گویند این نخستین هیدروژل- ماده ای که از پلیمرهای جاذب آب ساخته می شود- با دوام و قادر به تحمل بارهای سنگین به خوبی غضروف انسان است.
پژوهشگران به سرپرستی "بن وایلی" و "کن گال" دانشمندان شیمی و مواد شیمیایی دانشگاه دوک امیدوارند که ابداعشان روزی به اشخاص مبتلا به مشکلات زانو اجازه دهد تا جایگزینی مناسب برای غضروف آسیب دیده خود دریافت کنند.
چنین غضروفی میتواند یک جایگزین برای ۶۰۰ هزار عمل جراحی تعویض زانو باشد که هر ساله تنها در آمريکا انجام می شود.
در حالی که هیدروژل ها سال هاست که در تعویض غضروف مورد استفاده قرار می گیرند، ولی آن ها تا به حال هرگز به اندازه کافی برای استفاده در مفصل زانو مناسب نبوده اند، به دلیل آن که مقاومت لازم برای تحمل وزن بدن در مفصل زانو را نداشته اند.
این هیدروژل جدید با استفاده از دو شبکه پلیمری درهم تنیده ساخته شده که یکی از رشته های کششی ساخته شده، در حالیکه دیگری به صورت بافته شده و سفت تر است. هر دو شبکه پلیمری دارای بار منفی هستند و با استفاده از یک روکش مشبک الیاف سلولزی تقویت می شوند.
الیاف سلولزی دربرابر کشش مقاومت می کنند و به نگه داشتن و پایداری مواد در کنار هم کمک می کنند. در عین حال، بارهای منفی، یکدیگر را دفع می کنند و به آب می چسبند که این کار به هیدروژل کمک می کند تا هنگام تحمل فشار، شکل اصلی خود را حفظ کند.
پژوهشگران می گویند این ترکیب از هر سه مولفه منعطف بودن، سفتی و در نتیجه قدرتمند بودن برخوردار است.
آن ها بعد از مقایسه ماده ابداعی خود با دیگر هیدروژل ها، در یک آزمایش آنرا در ۱۰۰هزار بار در یک چرخه کشش تکرار شونده قرار دادند و شاهد موفقیت و سربلند بیرون آمدن آن از این محک بودند.
"وایلی" اظهار‌کرد: رساندن این ماده از آزمایشگاه به درمانگاه حداقل سه سال دیگر طول خواهد کشید. در حالیکه آزمایش های اولیه نشان می دهد که این ماده برای سلول های آزمایشگاهی غیر سمی است، مرحله بعدی کار ما طراحی یک ایمپلنت است که بتوان آنرا در گوسفندان آزمایش کرد.
در نهایت پژوهشگران می گویند که تحقیقات آن ها میتواند یک پیشرفت عظیم در سلامت و پزشکی باشد، زیرا میتواند منجر به بهبودی سریع در افرادی که زانو درد دارند، شوند و همزمان آن ها را به انجام کارهای معمول که روزمره که برای بیمارانی که تعویض مفصل می کنند، ممکن نیست، برگرداند.
این مطالعه در مجله Advanced Functional Materials منتشر شده است.
- 13
- 1
