Крошечные микророботы из инновационного материала будут введены в область перелома, а затем, под воздействием электрического тока, сформируют полноценную костную ткань
анонсы и реклама

Сложные переломы костей трудно поддаются лечению, иногда приходится удалять поврежденную кость и заменять ее костью, взятой из других частей тела. Однако благодаря экспериментальному новому материалу, микророботы разработанные для формирования костной ткани, возможно, когда-нибудь станут менее радикальной альтернативой.

При подаче напряжения материал (слева) будет медленно изгибаться в сторону фрагмента куриной кости (белая). Если жидкость содержит минералы, необходимые для развития костной ткани, материал в течение нескольких дней начнет создавать искусственную костную ткань, которая соединится с куриной костью.  Olov Planthaber

реклама

 

Технологию разрабатывают ученые из шведского Университета Линчепинга и японского Университета Окаяма. Ее источником послужила ткань родничка, которая позволяет черепу младенцев быть мягким и гибким, когда они проходят через родовой канал, но вскоре после этого постепенно твердеет и уменьшается в размерах.

Новый материал имеет форму тонкой полоски альгинатного (полученного из водорослей) гидрогеля. Одна сторона этого геля покрыта электроактивным полимером под названием полипиррол (PPy), а другая содержит биомолекулы, известные как клеточные нанофрагменты плазматической мембраны (PMNFs).

Когда к материалу подводится электрический ток низкого напряжения, полипиррол реагирует увеличением объема. Поскольку полимер находится только на одной стороне полоски, такая реакция заставляет полоску изгибаться в одну сторону. Вырезая на материале различные узоры, можно придать полосе различные формы, например, полукруг или форму штопора.

Между тем, поскольку PMNF получены из клеток, участвующих в процессе формирования костей, при помещении в человеческое тело они будут естественным образом минерализоваться и затвердевать, подобно костной ткани.

Черный материал представляет собой электроактивный полимер, объем которого изменяется, если на него подается ток низкого напряжения, что заставляет этого простого "микроробота" изгибаться. На другой стороне материала виден гель, к которому исследователи прикрепили биомолекулы, позволяющие мягкому гелевому материалу затвердевать, как обычная костная ткань.  Olov Planthaber    

 

Возможно однажды крошечные "микророботы" из этого материала удастся ввести в область сложных переломов, а затем  под воздействием электрического тока  заставить раскрыться и заполнять дефицит костной ткани. В течение очень  не продолжительного промежутка времени, они затвердеют и превратятся в полноценную костную ткань.

В лабораторных экспериментах ученые успешно использовали полоски материала, которыми обернули костную ткань курицы в среде клеточной культуры (химически схожей с организмом человека). Впоследствии эти полоски превратились в искусственную ткань, которая срослась с куриной костью.

Хосе Мартинес (слева), Данфенг Као и Эдвин Ягер (справа) из Университета Линчепинга. Olov Planthaber

 

Исследованием руководят Эдвин Ягер, Данфенг Као, Эмилио Сатоши Хара и Хосе Мартинес. Оно описано в работе, которая недавно была опубликована в журнале Advanced Materials.

Перед самым Новым годом мы сообщали о подобном прорыве корейских учёных. Исследовательская группа из Института науки и технологии Тэгу-Гёнбук в Южной Корее разрабатывает интраназальных микророботов, которые будут лечить нейродегенеративные заболевания мозга, такие как болезнь Альцгеймера и Паркинсона.

анонсы и реклама

Источник: https://liu.se/en/news-item/benbildning-inspirerade-till-mikrorobotar

За пост начислено вознаграждение
Этот материал написан посетителем сайта, и за него начислено вознаграждение.
1
Показать комментарии (1)

Популярные новости

Сейчас обсуждают