Новый композит для искусственных костей установил рекорды гибкости и прочности

Исследователи из Университета Коннектикута (США) создали биоразлагаемый композит из шелковых волокон, который можно использовать для восстановления сломанных костей. В отличие от других материалов, он не вызывает побочных эффектов. Подробности сообщает Science Daily.

Восстановление главных несущих костей, например, костей ног, может быть долгим и очень неудобным. Обычно врачи скрепляют их металлическими пластинами, которые облегчают сращивание. Однако это чревато побочными эффектами. Например, некоторые металлы выщелачивают ионы в окружающие ткани, что приводит к раздражению и воспалению. Еще одна проблема — жесткость металлических пластин. Они принимают большую часть нагрузки, так что кость становится более слабой и уязвимой к новым переломам.

Для более эффективного лечения переломов необходимо создать новый материал. Этим занялись сотрудники Университета Коннектикута. За вдохновением они обратились к природным материалам — шелковым волокнам пауков и бабочек. Этот материал давно известен гибкостью и прочностью на разрыв.

Белок фиброин, входящий в состав паутины и шелка, уже используется для создания биоразлагаемых хирургических нитей. Но американские исследователи попытались сделать то, чего ранее никто не делал — создать из него твердый полимерный композит. Ученые протестировали десятки сочетаний, чтобы достичь оптимальной прочности и гибкости.

Итогом исследований стал композит из длинных шелковых волокон, волокон полимолочной кислоты и биокерамических частиц гидроксиапатита — минерала, входящего в состав зубов и костей. Его упаковывали в слои и спрессовывали в горячей пресс-форме.

Новый композит показал одни из самых высоких показателей прочности и гибкости среди любых биоразлагаемых материалов. Также он устойчив — деградация материала начинается только через год, и этого достаточно для заживления большинства переломов. Для удаления композитных вставок не требуется никаких операций — он растворяется в организме без остатка.