Sıra Dışı Teknoloji Hidrojel, Kıkırdaktan Daha İyi Performans Gösteriyor

hidrojel kıkırdak

Uzun zamandır beklenen 2020 tarihli bir tıbbi buluşun güncellenmesi, 2023 yılına kadar protez ameliyatları için doğal bir diz kıkırdağı replikantının piyasaya sürülmesini sağlayabilir.

Diz ağrısı, osteoartrit olarak bilinen ve dünya çapında yaklaşık altı yetişkinden birini (867 milyon kişi) etkileyen diz eklemi arasındaki kıkırdağın ilerleyici aşınma ve yıpranmasından kaynaklanmaktadır.

Diz ekleminin tamamını değiştirmekten kaçınmak isteyenler için, pek yakında hastaların hızlı, ağrısız bir şekilde ayağa kalkmalarına ve bu şekilde kalmalarına yardımcı olabilecek başka bir seçenek olabilir.

GNN, 2020 yılında Duke Üniversitesi’nin Tanrı vergisi kıkırdağımızda bulunan biyotasarım ilkelerine dayanarak diz eklemlerindeki yıpranmış kıkırdağın yerini almak üzere tasarlanmış su bazlı bir jel geliştirdiğini bildirdi.

Bu malzemeyi yapmak için Duke ekibi, ince selüloz lif tabakaları aldı ve bunları polivinil alkol adı verilen bir polimer (tekrarlayan moleküllerin sıralı zincirlerinden oluşan viskoz bir yapışkan) ile aşılayarak bir jel oluşturdu.

Yüzde 60’ı su olmasına rağmen, özel jelin yalnızca çeyrek büyüklüğündeki bir diski, yırtılmadan ya da şeklini kaybetmeden 100 kiloluk bir halter ağırlığı taşıyabiliyor.

Jel gerildiğinde, selüloz lifleri çekmeye direnir ve malzemeyi bir arada tutmaya yardımcı olur. Sıkıştırıldığında ise sert polimer zincirleri boyunca uzanan negatif yükler birbirini iterek suya yapışıyor ve jelin orijinal şekline geri dönmesine yardımcı oluyor.

Yapılan bir deneyde, ekip malzemeyi 100.000 döngü tekrarlı çekmeye maruz bırakıyor ve malzeme kemik implantları için kullanılan gözenekli titanyum kadar iyi dayanıyor.

Ayrıca yeni malzemeyi doğal kıkırdağa milyonlarca kez sürtüp incelemişler. Pürüzsüz, kaygan, kendi kendini yağlayan yüzeyin aşınmaya karşı gerçek kadar dayanıklı olduğunu ve şu anda ayak başparmağında kullanım için FDA onaylı sentetik kıkırdak implantlardan dört kat daha fazla aşınmaya dayanıklı olduğunu bulmuşlar.

Araştırmayı yöneten Duke kimya profesörü Benjamin Wiley, “Her şey plana uygun giderse, klinik deney Nisan 2023’te başlamalı” diye belirtiyor.

2020’den bu yana tasarımdaki gelişmeler, ekibe bir gün norm haline gelecekleri konusunda daha fazla cesaret verdiğini belirtti.

Geçmişte, daha güçlü hidrojeller oluşturmaya çalışan araştırmacılar, jel içinde suyu dışarı atan ve polimer zincirlerini bir arada tutmaya yardımcı olan kristaller üretmek için bir dondurma-çözme işlemi kullandılar.

Yeni çalışmada, araştırmacılar hidrojeli dondurmak ve çözmek yerine, polimer ağı içinde daha fazla kristal oluşmasını sağlamak için annealing adı verilen bir ısıl işlem kullandılar.

Araştırmacılar kristal içeriğini artırarak, donma-çözülme yöntemlerine kıyasla beş kat daha fazla çekme stresine ve neredeyse iki kat daha fazla sıkıştırmaya dayanabilen bir jel üretmeyi başardılar.

Ayrıca testler, tasarımın kemik üzerindeki doğal kıkırdağa kıyasla %68 daha sıkı tutunduğunu ortaya koydu.

Diz kıkırdağı yıpranmış genç insanlar için – belki de üst düzey spor kariyeri nedeniyle – tam diz protezi cazip bir seçenek olmayabilir çünkü modern diz protezleri zamanla yıpranır ve yaşamları boyunca yeni bir tam protez ameliyatı geçirmelerini kolaylaştırır. Eğer hidrojeli de tahrip etmeyi başarırlarsa hidrojel basitçe değiştirilebilir.

Kaynak: goodnewsnetwork.org

Hakan
Teknoloji sevdalısı, blockchain ve yapay zeka konularında meraklı, araştırmacı ve girişimci...