- en ny konstgjord brosk håller upp till brosk genom minst 100.000 cykler.
- läkare kan ersätta leder, men brosk förblir både svårfångat och mycket eftertraktat.
- detta material är en vävd kombination av tre polymerhydrogeler.
forskare från Duke University har utvecklat ett nytt syntetiskt brosk som de säger kan fungera även i det mänskliga knäet. Den revolutionära hydrogelen kunde eliminera behovet av hundratusentals knäbyten varje år, tillsammans med tusentals andra ledbyten.
den nya broskanalogen är tillverkad av tre hydrogeler—polymerer förstärkta med absorberat vatten—med olika strukturer, och dessa är ”vävda” tillsammans för att göra en multidirectionally flexibel och redundant dämpningsstruktur. Det är som en korg insvept i flexibelt nät.
när materialet sträcks, rapporterar Science Alert, är den tredje polymeren den som håller hela saken intakt. Samtidigt avvisar de två första polymererna, som är negativt laddade, ”varandra och håller fast vid vatten, så att den ursprungliga formen kan återställas.”Forskarna utarbetar:
” hydrogelen har samma aggregatmodul och permeabilitet som brosk, vilket resulterar i samma tidsberoende deformation under begränsad kompression. Hydrogelen är inte cytotoxisk, har en friktionskoefficient 45 procent lägre än brosk och är 4.4 gånger mer slitstark än en PVA-hydrogel.”
i extremt långa tester utfördes hydrogelmikrobasketstrukturen såväl som brosk.
Varför är konstgjord brosk så efterfrågad och så svårfångad? Till att börja med är knäbyte en allvarlig operation. Det är invasivt och smärtsamt, med återhämtning som innebär stadig fysioterapi som börjar nästan samma dag för att undvika förlust av rörlighet i leden. Ändå, som en höft eller till och med en rotkanal, har de nya lederna en livstid på bara upp till cirka 20 år innan de måste bytas ut igen.
det är inte dålig vetenskap eller medicinsk missförhållanden—det är bara ett bevis på hur bärande, dynamisk och mekaniskt utmärkt en funktionell knäled är. Det finns andra medicinska skäl än brosk att människor måste genomgå knäbyten, men brosk är ofta den saknade länken.
forskare kan ersätta tufft och robust ben med andra saker. De kan arbeta med den mekaniska utformningen av fogen. Brosk är dock speciellt. Det är extremt tufft, men förblir flexibelt och belastningsdämpande för, helst, hela vårt liv. Föreställ dig en bil som körde i 80 år på en motor som hade samma 5 liter olja hela tiden.
de stora nyheterna? Detta är ”den första hydrogelen med styrkan och modulen av brosk i både spänning och kompression, och den första som uppvisar broskekvivalent draghållfasthet vid 100 000 cykler”, förklarar forskarna.
om ett steg representerar en knäcykel motsvarar 100 000 cykler ungefär 57 mil för någon som tar trefotsteg. Och eftersom detta bara är den första hydrogelen som passerar den milstolpen, är det inte nödvändigtvis taket.
ändå kan införandet av ett effektivt konstgjort brosk rädda många människor från operation eller till och med förlänga livslängden på de konstgjorda knäna som fortfarande måste installeras. Först måste forskarna testa det in situ med djurämnen. Om det går bra kan människor vara nästa.