Ученые из Мичиганского университета создали искусственные хрящи из полимерных материалов, которые по свойствам не уступают настоящим. Их работа описана в журнале Advanced Materials. Зачем нам нужны хрящи При тяжелых физических нагрузках или травмах суставов нередко повреждаются хрящи, которые являются одним из видов соединительной ткани и выполняют важную функцию — равномерно распределяют нагрузку на кости. В случае серьезного заболевания, эти элементы нашего организма можно заменить — для этого уже разработано множество искусственных материалов, схожих по характеристикам с настоящими. Однако обычно выращенные в лаборатории хрящи имеют недостатки: могут быть прочными, но содержать недостаточно воды или наоборот. Как создали аналог хрящевой ткани Американские ученые нашли способ сделать свойства хрящей бескомпромиссными. Они изготовили хрящевую ткань из особо крепкого материала — параарамида, который производится под известной торговой маркой Kevlar. Волокна этого полимера не уступают по прочности стали, их используют в производстве баллистических материалов и бронежилетов. И при этом они достаточно легкие. Также в состав искусственной соединительной материи добавили поливиниловый спирт. Чтобы воссоздать структуру хряща, специалисты поместили исходные компоненты в специальный органический растворитель — диметилсульфоксид. На выходе они получили тончайшие волокна, которые смешали с поливиниловым спиртом и заменили растворитель на воду. В результате образовался особый гидрогель с сетчатой структурой. Может ли искусственная ткань заменить настоящую? Интересно, что в этом гидрогеле содержится такое же количество воды, что и в натуральных хрящах. Не уступают оригиналу они и по механическим свойствам: у искусственной и естественной соединительной ткани модули упругости на сжатие и растяжение отличались на незначительное число мегапаскалей. Ученые уверены, что хрящи, изготовленные по новому методу, облегчат жизнь как пациентам, так и врачам. К слову, ранее биологам удалось, используя клеточный материал, напечатать соединительные элементы на 3D-принтере, но они оказались довольно хрупкими.
Источник:
