Исследователи из Чикагского университета открыли метод применения кальцита для создания растущих чешуек, прикрепленных к мягким материалам. В будущем технологию можно будет использовать для изготовления имплантов, укрепляющих кости и суставы.
Тела многих животных, например ящериц и рыб, покрыты чешуйками. Они могут состоять из разных материалов, но в любом случае отличаются водонепроницаемостью, прочностью и гибкостью, легко заменяются новыми в случае повреждения. Ученые хотели бы воссоздать эту уникальную структуру в медицинских целях – например, для создания имплантов. Исследователям из Чикагского университета удалось приблизиться к решению этой задачи.
Ученые использовали два различных материала. Первым был силикон, который часто применяется в хирургии, поскольку не взаимодействует с человеческими тканями. Вторым стал кальцит – твердый минерал, который служит основой раковин моллюсков и внешних скелетов иглокожих. Материалы соединили на молекулярном уровне: крошечные структуры из кальцита наполовину погрузили в силикон так, чтобы свободный конец можно было прикрепить к ткани. Полученный в итоге сложный материал отличается гибкостью и прочностью.
Впитывая кальций из клеток, кальцитовые “крючки” растут, глубже внедряясь в ткань, увеличивая сцепление. Технология может применяться в различных частях тела, в том числе там, где нежелательно значительное вмешательство. Так, в будущем она может стать основой водонепроницаемых имплантов для укрепления костей и суставов.
Один из способов создания недорогих и эффективных имплантов – 3D-печать. На основе этой технологии австралийские исследователи создали керамический имплант, который может срастаться с костями и обеспечивать ускоренное заживление. (nanonewsnet/Химия Украины и мира)