ساخت هواژل جديد با كشش 21 برابر براي كاشت‌هاي غضروفي

[yasaman hedayati]

تيمي از كارشناسان مكانيك، علم مواد و مهندسي بافت در دانشگاه هاروارد دست به ساخت يك ژل بسيار ارتجاعي و سخت زده‌اند كه ممكن است بتواند راه را براي جايگزيني غضروف آسيب‌ديده در مفاصل انسان هموار كند.



به گزارش سرويس فناوري خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، اين ماده جديد كه به دليل برخورداري بخش اعظم آن از آب به «هواژل» موسوم است، تركيبي از دو ژل ضعيف بوده كه براي ايجاد يك ماده محكمتر با هم مخلوط شده‌اند.


اين ژل نه تنها مي‌تواند تا 21 برابر اندازه اصلي خود كشيده مي‌شود، بلكه بطور ويژه‌اي سخت، خود ترميم‌گر و زيست‌سازگار است. اين مجموعه خواص ارزشمند مي‌تواند فرصتهاي جديدي را در پزشكي و مهندسي بافت ايجاد كند.


اين ماده، خواص و شيوه ساده تركيب آن در مجله نيچر منتشر شده است.





هواژلهاي متداول بسيار ضعيف و شكننده هستند اما به دليل آنكه اساس اين ماده از آب بوده و زيست‌سازگار است، يكي از كاربردهاي آنها مي‌تواند كاربردهاي چالش‌برانگيزي مانند غضروف مصنوعي يا ديسكهاي ستون فقرات باشد.


محققان براي ساخت اين هواژل سخت، از دو پليمر استفاده كردند. ماده اوليه پلی اکریل آمید بوده كه براي كاربرد آن در لنزهاي تماسي و به عنوان ژل الکتروفورز براي جداسازي بخشهاي دي‌ان‌اي از آزمايشگاه مشهور بوده و ماده ديگر آلژینات است كه از جلبک دریایی براي غليظ كردن غذا استخراج مي‌شود.


بخش آلژینات اين تركيب ژلي شامل زنجيره‌هاي پليمري بوده كه پيوندهاي يوني ضعيف را با يكديگر شكل داده و يونهاي كلسيم موجود در آب را در طي اين فرايند جذب مي‌كنند. با كشيده شدن هواژل، برخي از پيوندهاي ميان زنجيره‌ها شكسته و كلسيم آزاد مي‌كنند. در نتيجه اين ژل به آزامي گسترش يافته اما زنجيره‌هاي پليمر دست نخورده باقي مي‌مانند. در همين حين، زنجيره‌هاي پلی اکریل آمید يك ساختار شبكه‌اي مانند را شكل داده كه به سختي به زنجيره‌هاي آلژینات مي‌چسبند.


از اين رو اگر اين هواژل در مسير گسترش خود با يك ترك روبرو شود،‌ زنجيره‌هاي پلی اکریل آمید به گسترش نيروي كشش در يك ناحيه وسيع كمك كرده و به پيوندهاي يوني آلژينات مي‌چسبند.


مهمتر اين كه كه اين ماده جديد مي‌تواند كشش و سختي خود را طي چندين كشش حفظ كند.


علاوه بر غضروف مصنوعي، محقققان بر اين باورند كه مي‌توان از اين هواژل جديد در روباتيك نرم، نورشناسی،‌عضله مصنوعي، به عنوان يك پوشش سخت محافظتي براي زخمها يا هر جاي ديگر كه به اين ماده با كشش و سختي بالا نياز است، استفاده كرد.