تا سال 2023 می توان از هیدروژلی که عملکرد بهتری از غضروف دارد در زانو های انسان استفاده کرد!
به گزارش گفتمان برتر، درد مفاصل به علت فرسوده شدن غضروف ها (استئوآرتریت)، یکی از بیماری های شایع پیری است. اکنون، محققان دانشگاه دوک یک هیدروژل تازه ساخته اند که قوی تر و بادوام تر از بافت غضروف انسانی است و می تواند ماندگاری بیشتری هنگام کاشت زانو داشته باشد.
غضروف طبیعی نقش مهمی در محافظت از مفاصل ایفا می نماید، اما متأسفانه پس از آسیب ناشی از افزایش سن یا آسیب، نمی تواند به خوبی به وسیله خود بدن ترمیم و بازسازی گردد. گزینه های درمانی کنونی معمولاً محدود به دارو های ضد درد، فیزیوتراپی، یا در موارد پیشرفته، بازسازی کامل زانو knee reconstruction است. اما اگر کار تازه تیم دوک به نتیجه نهایی برسد، ممکن است به زودی گزینه بهتری در دسترس باشد.
هیدروژل های نرم و انعطاف پذیر به عنوان مواد جایگزین غضروف به صورت بالقوه مورد آنالیز قرار گرفته اند، اما بیشتر آن ها برای تحمل وزن بسیار ضعیف تر از غضروف بوده اند.
اما در سال 2020، تیم دوک یک هیدروژل ساخت که دارای تحملی به خوبی غضروف طبیعی بود و اکنون آنها نسخه ای را توسعه داده اند که از حالت واقعی هم بهتر است!
هیدروژل تازه از الیاف سلولزی تشکیل شده است که هنگام کشیده شدن و تحت فشار قرار گرفتن، قوی تر می گردد و حاوی پلی وینیل الکل است که به آن یاری می نماید به شکل اولیه خود بازگردد. این تیم بعلاوه روش فراوری خود را بهینه سازی کردند و به جای انجماد و ذوب آن مانند بیشتر هیدروژل ها، آن ها آن را مانند شیشه بازپخت کردند، که باعث تشکیل کریستال بیشتری در شبکه پلیمری می گردد.
نتیجه نهایی یک هیدروژل با استحکام کششی 51 مگا پاسکال (MPa) و مقاومت فشاری (در مقابل فشار) 98 مگاپاسکال است. این تیم می گوید که این یعنی 26 درصد استحکام کششی و 66 درصد استحکام فشاری بالاتر از غضروف طبیعی!
به عبارت دیگر این هیدروژل، پنج برابر استحکام کششی و دو برابر مقاومت فشاری بیشتر نسبت به هیدروژل های دیگر دارد.
در آزمایش های دیگر، این تیم از دستگاهی برای مالش غضروف مصنوعی خود بر روی غضروف طبیعی، تحت فشار مشابه فشار روی زانو در هنگام راه رفتن، استفاده کردند و دوباره، ثابت شد که نسخه مصنوعی سه برابر بیشتر از غضروف طبیعی در برابر سایش مقاوم است!
تا حالا استفاده از هیدروژل در مفصل زانو خیلی سخت بود، بنابراین محققان راهی برای استفاده از آن در روی یک مفصل مصنوعی قابل کاشت آزمایش نموده اند.
در این روش هیدروژل سیمانی شده به یک پایه تیتانیومی چسبانده می گردد، که سپس در حفره غضروف برداشته شده، قرار داده می گردد.
این محققان می گویند که ایمپلنت های ساخته شده از این ماده در حال حاضر روی گوسفند در حال آزمایش هستند و آزمایش های بالینی انسانی در آوریل 2023 انجام می گردد.
این تحقیق در مجله Advanced Functional Materials منتشر شده.
منبع: دانشگاه دوک
منبع: یک پزشک