Acest gel este suficient de puternic pentru a înlocui cartilajul din genunchi
Articulația genunchiului este una dintre cele mai stresate, iar distrugerea sa este ireversibilă. Cercetătorii de la Universitatea Duke din Statele Unite au dezvoltat un material gelatinos foarte puternic, rezistent la tracțiune, care ar putea înlocui cartilajul defect.
Orice sportiv știe că genunchiul este una dintre cele mai stresate articulații din corp. Luați în considerare că la fiecare impact cu solul în timpul cursei, stresul exercitat asupra genunchiului este egal cu de trei până la opt ori greutatea corpului! Dar, după traume repetate, supraponderalitate sau vârstă, cartilajul genunchiului se uzează și nu-și mai joacă rolul de amortizor. În Franța, 80.000 până la 90.000 de proteze de genunchi sunt implantate în fiecare an. Dar aceste proteze metalice au o durată de viață limitată (maximum 20 de ani) și deseori duc la mobilitate redusă. De câțiva ani, cercetătorii au încercat, așadar, să dezvolte hidrogeluri capabile să înlocuiască articulația. Un obiectiv dificil, deoarece gelul trebuie să fie atât suficient de puternic pentru a susține greutatea corpului, cât și suficient de flexibil și alunecos pentru a acționa ca un amortizor. Tocmai aceste calități opozante a priori au reușit să le combine cercetătorii de la Universitatea Duke din Carolina de Nord (Statele Unite).
Întins de 100.000 de ori fără deformare sau rupere
„Un disc de mărimea unei monede, deși compus din 60% apă, este capabil să suporte o greutate de 45 de kilograme”, asigură astfel Feichen Yang și colegii săi, în articolul lor publicat în Materiale funcționale avansate . În teste, discul ar putea fi întins de 100.000 de ori fără deformare sau rupere, o rezistență mecanică comparabilă cu cea a protezelor de titan utilizate în prezent. De asemenea, este extrem de rezistent și netoxic pentru celulele din jur, relatează universitatea.
O rețea de polimeri împletiți
Secretul acestui nou hidrogel, care arată ca un fel de disc gelatinos, stă în structura sa. Este alcătuit din două rețele de fire de polimer întrețesute, una foarte extensibilă sub formă de „spaghete”, cealaltă mai rigidă în formă de „coș” și traversată de sarcini negative. Primul îi conferă rezistenței materialului, în timp ce al doilea servește pentru a rezista la compresiune, sarcinile negative se resping reciproc. Întregul lucru este întărit de o a treia plasă de nanofibre de celuloză, care întăresc structura și o împiedică să se rupă atunci când este întinsă. „Această combinație de trei componente oferă această structură atât flexibilă, cât și rigidă”, spune Feichen Yang, autorul principal al studiului.