Chrupavka je mäkké vláknité tkanivo okolo kĺbu. Chrupavka pokrýva oba konce kĺbu, napríklad ľudské koleno, aby sa mohli navzájom hladko pohybovať bez toho, aby ste nosili kostné tkanivo zospodu. Chrupavka poskytuje ochranu pred tlakovou záťažou pri chôdzi, behu alebo zdvíhaní.
Teraz v článku publikovanom vo Wall Street Journal vedci z Leeds University a Imperial College London oznámili, že replikovali vlastnosti chrupavky do syntetického samomazného materiálu, ktorý vyžaduje iba občasné vstrekovanie vody.
Chen Gen: umelý" chrupavka", nový nosný materiál napodobňujúci prírodu
Špeciálne nosné vlastnosti chrupavky v skutočnosti viedli vedcov k tomu, že sa mnoho rokov pokúšali vytvárať syntetický materiál s vlastnosťami chrupavky. Ale zatiaľ boli ich výsledky zmiešané. V prvých pokusoch o vývoj systémov umelých chrupaviek mali vedci tendenciu zameriavať sa na použitie hydrogélov. Hydrogely ako materiál absorbujúci vodu môžu veľmi dobre znižovať trenie, ale pri tlaku fungujú zle.
Konkrétne minulé materiály sú porézna matrica zložená z kolagénového vlákna, proteoglykánového proteínu a elastínového vlákna. Matrica absorbuje viskóznu tekutinu nazývanú synoviálna tekutina, ktorá sa vytvára v kĺboch. Pri pohybe kĺbov prepojené povrchy chrupavky postupne uvoľňujú tekutinu, aby poskytli mazanie. Jedným z problémov je, že po stlačení hydrogélu trvá určitý čas, kým sa obnoví normálny tvar.
Teraz pod vedením Dr. SIAVASH soltanahmadi z Leeds University zvolili vedci z inštitúcie a Imperial College London iný prístup. Stále používajú hydrogél, ktorý dokáže absorbovať a uvoľňovať mazivá, ale tento gél je obsiahnutý v pórovitej nosnej matrici, ktorá sa nazýva polydvalylsiloxán (PDMS).
Keď je hydrogélový / polymérny materiál vystavený tlakovej sile, môže polymér spôsobiť, že lubrikačný gél odolá 14 až 19-násobku svojej vlastnej sily. V skutočnosti sa modul pružnosti materiálu blíži k modulu prirodzenej chrupavky.
Vedci sa domnievajú, že schopnosť používať vodu ako účinné mazivo má široké využitie v oblastiach, ako je výroba energie a lekárske vybavenie. To si však zvyčajne vyžaduje iný prístup ako bežné inžinierske systémy, ktoré zvyčajne používajú mazivá na báze oleja a tvrdé povrchové úpravy. Tento projekt im pomáha lepšie pochopiť tieto požiadavky a vyvinúť nové nástroje na ich splnenie.
V budúcnosti môžu nové materiály na báze chrupavky napadnúť mnoho tradičných technických systémov mazania olejom. Výskum bol publikovaný v časopise Applied Polymer materials.
