lovesouthernsocial.com

Pod uticajem biomimetike, istraživači razvijaju biorazgradivi materijal koji se regeneriše da bi popravio prelome. Može se koristiti na mehaničkim udovima, na primer

Istraživači sa Državnog univerziteta u Arizoni, u Sjedinjenim Državama, razvili su materijal koji se sastoji od polimera sa nekom vrstom „pamćenja oblika“ – ovaj biorazgradivi materijal oponaša originalni oblik predmeta za koji je pričvršćen. Ovi polimeri se zatim ugrađuju u optičku mrežu (sposobnu da detektuju oštećenja na određenim materijalima) da bi zatim primenili termalne stimulacije, pomoću infracrvenog lasera, na oštećeno područje.

Proizvedena toplota, zauzvrat, stimuliše mehanizme učvršćivanja i regeneracije. Ako je materijal oštećen, proces samozalečenja može da povrati do 96% svoje prvobitne čvrstoće. Prema istraživačima, sistem ne rekonstruiše oštećene veze, već remodelira prelom, približavajući se što je više moguće originalnom obliku. Ovaj materijal bi čak mogao da smanji potrebu za stalnom zamenom ili popravkom oštećenih ili dotrajalih struktura i materijala, čime bi se smanjili troškovi.

Slika: Polimer sa "pamćenjem oblika" u akciji. Crveni region označava gde je delovala mreža optičkih vlakana, stimulišući materijal da poprimi svoj prvobitni oblik.

Bone Functioning

Naučna istraživanja inspirisana su biomimetikom tako što su „kopirali” funkcionisanje kostiju, koje su sposobne da otkriju oštećenja, prekinu njihovu proliferaciju i, preko određenih ćelija, remodeluju oštećene kosti, regenerišu ih. Ćelije koje doprinose remodeliranju kostiju su: osteoklasti, koji reapsorbuju i remodeluju koštano tkivo; i osteoblasti, odgovorni za formiranje koštanog tkiva i nekih proteina koji čine koštani matriks, kao što je kolagen tipa I (bolje shvatite kako funkcioniše u video snimku na dnu stranice).

Druga istraživanja iste institucije mogu pomoći u razvoju „koštane kopije“. Ona se fokusirala na mineralizovana kolagena vlakna, koja su visoko očuvani nanostrukturni blokovi kostiju. Kombinacijom simulacije molekularne dinamike i teorijske analize, istraživači su primetili da nanostrukturna karakteristika ovih vlakana daje im visoku čvrstoću i sposobnost da izdrže velike deformacije. Kao posledica toga, mineralizovana kolagenska vlakna su u stanju da tolerišu mikropukotine bez izazivanja makroskopskog oštećenja tkiva, što može biti od suštinskog značaja za omogućavanje remodeliranja.

Primena materijala

Ako se inovacija dalje razvija i prođe nekoliko testova, može se koristiti u konstrukciji jakih, laganih materijala, koji mogu biti podvrgnuti velikom stresu, kao što su jedinjenja koja se koriste za zamenu kostiju u proizvodnji mehaničkih udova. , i u stvaranju novih materijala.