- een nieuw kunstmatig kraakbeen houdt het kraakbeen gedurende ten minste 100.000 cycli vast.
- artsen kunnen gewrichten vervangen, maar kraakbeen blijft zowel ongrijpbaar als zeer gewild.
- dit materiaal is een geweven combinatie van drie polymeerhydrogels.
wetenschappers van Duke University hebben een nieuw synthetisch kraakbeen ontwikkeld dat volgens hen zelfs in de menselijke knie gemakkelijk kan werken. De revolutionaire hydrogel zou de noodzaak van honderdduizenden knievervangingen per jaar kunnen elimineren, samen met vele duizenden andere gewrichtsvervangingen.
het nieuwe kraakbeenanalogon is gemaakt van drie hydrogels—polymeren versterkt met geabsorbeerd water—met verschillende structuren, en deze zijn “geweven” om een multidirectioneel flexibele en redundante dempingsstructuur te maken. Het is als een mand gewikkeld in flexibele netten.
wanneer het materiaal wordt uitgerekt, meldt Science Alert, is het derde polymeer degene die het geheel intact houdt. Ondertussen stoten de eerste twee polymeren, die negatief zijn geladen, elkaar af en houden ze zich aan water, zodat de oorspronkelijke vorm kan worden hersteld.”The scientists elaborate:
” de hydrogel heeft dezelfde aggregaatmodulus en permeabiliteit als kraakbeen, wat resulteert in dezelfde tijdafhankelijke vervorming onder beperkte compressie. De hydrogel is niet cytotoxisch, heeft een wrijvingscoëfficiënt 45 procent lager dan kraakbeen, en is 4.4 keer slijtvaster dan een PVA hydrogel.”
bij extreem lange tests werd zowel de hydrogel microbasketstructuur als het kraakbeen uitgevoerd.
Waarom is kunstmatig kraakbeen zo gewild en zo ongrijpbaar? Om te beginnen is knievervanging een serieuze operatie. Het is invasief en pijnlijk, met herstel dat gestage fysiotherapie impliceert die bijna dezelfde dag begint om verlies van mobiliteit in het gewricht te vermijden. Toch, zoals een heup of zelfs een wortelkanaal, hebben de nieuwe gewrichten een levensduur van slechts tot ongeveer 20 jaar voordat ze opnieuw moeten worden vervangen.
dat is geen slechte wetenschap of medische ziekte—het is gewoon een bewijs van hoe belastend, dynamisch en mechanisch uitstekend een functioneel kniegewricht is. Er zijn andere medische redenen dan kraakbeen dat mensen knievervangingen moeten ondergaan, maar kraakbeen is vaak de ontbrekende schakel.
wetenschappers kunnen hard en stevig bot vervangen door andere dingen. Ze kunnen werken aan het mechanische ontwerp van de verbinding. Kraakbeen is echter bijzonder. Het is extreem sterk, maar blijft flexibel en belastbaar voor, idealiter, ons hele leven. Stel je een auto voor die 80 jaar reed op één motor die dezelfde 5 liter olie had die hele tijd.
het grote nieuws? Dit is” de eerste hydrogel met de sterkte en modulus van kraakbeen in zowel spanning en compressie, en de eerste die kraakbeen-equivalente treksterkte bij 100.000 cycli vertoont, ” leggen de onderzoekers uit.
als één stap een kniecyclus voorstelt, is 100.000 cycli het equivalent van ongeveer 57 mijl voor iemand die drie voetstappen zet. En aangezien dit slechts de eerste hydrogel is die die mijlpaal passeert, is dat niet noodzakelijk het plafond.
toch kan het introduceren van een effectief kunstmatig kraakbeen veel mensen redden van een operatie of zelfs de levensduur van de kunstknieën verlengen die nog moeten worden geïnstalleerd. Eerst moeten de onderzoekers het in situ testen met proefdieren. Als dat goed gaat, kunnen mensen de volgende zijn.