Материаловеды из Йенского университета разработали заменитель кости на основе фосфатного кальциевого цемента, армированного углеродными волокнами. Волокна повышают устойчивость к повреждениям и обеспечивают самовосстановление трещин в материале.
Тело способно самостоятельно лечить многие травмы и раны. Самовосстанавливающиеся силы восстанавливают ссадины на коже и позволяют костям срастаться. Однако врачам часто приходится протягивать руку помощи, чтобы восстановить кости после перелома или из-за дефекта. Все чаще используются материалы для замещения костей, которые частично или полностью восстанавливают форму и функцию кости в месте повреждения. Чтобы такие имплантаты не пришлось заменять или ремонтировать путем обширной операции в случае повреждения, они должны сами обладать способностью к самовосстановлению. Материаловеды из Университета Фридриха Шиллера в Йене разработали материал для замены костной ткани, который минимизирует степень ее повреждения и в то же время самовосстанавливается. О своем исследовании они сообщают в известном научном журнале Scientific Reports.
Минимально инвазивное использование цемента на основе фосфата кальция
Эксперты из Йены, сотрудничавшие с коллегами из Университета Вюрцбурга, сосредоточились на так называемом фосфатном цементе кальция – заменителе кости, который уже широко используется в медицине. С одной стороны, этот материал стимулирует формирование костной ткани и увеличивает врастание кровеносных сосудов. С другой стороны, он может быть введен в организм в виде пасты в ходе минимально инвазивной процедуры. Там его податливость позволяет ему плотно прилегать к костной структуре.
“Однако из-за высокой степени хрупкости в материале образуются трещины, когда он подвергается чрезмерной нагрузке. Эти трещины могут быстро увеличиваться, дестабилизировать имплантат и в конечном итоге разрушить его – подобно бетону на зданиях”, – объясняет профессор Франк А. Мюллер из Университета Йены. “По этой причине фосфатный цемент кальция до сих пор использовался в основном на костях, которые не играют несущей роли в скелете, например, в области рта и челюстей”.
Устранение и заполнение трещин
Материаловеды из Йены разработали фосфатно-кальциевый цемент, в котором трещины не перерастают в катастрофические повреждения. Вместо этого материал сам заделывает их. Это достигается путем добавления в материал углеродных волокон.
“Во-первых, эти волокна значительно повышают устойчивость цемента к повреждениям, поскольку они перекрывают трещины в момент их образования и тем самым предотвращают их дальнейшее раскрытие”, – объясняет Мюллер. “Во-вторых, мы химически активировали поверхность волокон. Это означает, что как только открытые волокна сталкиваются с жидкостью организма, которая собирается в отверстиях, образованных трещинами, начинается процесс минерализации. Образовавшийся апатит – фундаментальный строительный блок костной ткани – затем снова закрывает трещину”.
Ученые из Йены имитировали этот процесс в своих экспериментах, намеренно повреждая фосфатно-кальциевый цемент и заживляя его в имитированной жидкости организма. Эта присущая им способность к самовосстановлению и большая несущая способность, связанная с армированием волокнами, может значительно расширить области применения костных имплантатов из фосфатного цемента кальция, которые в будущем, возможно, будут включать и несущие участки скелета.
Меня тут плиты перекрытия ПБ, фундаментные блоки ФБС, дорожные плиты, аэродромные плиты ПАГ, сваи железобетонные, кольца колодцев и облегченные плиты ПНО от https://ckms-gbi.ru заинтересовали, мне кажется такая информация порадует и заинтересует очень многих. По этому, если вам это интересно, то стоит обязательно посмотреть.