Создан самовосстанавливающийся «искусственный хрящ» ( 2 фото )

Сотрудники Университета Альберты представили новый гидрогель, изготовленный из отходов лесной и рыбной промышленности, который может использоваться в качестве искусственного хряща. Статья исследователей была опубликована в журнале Carbohydrate Polymers.

«Мы хотели создать материал, который можно было бы использовать в качестве искусственного хряща, — рассказывает один из авторов работы, профессор Университета Альберты Линюн Чэнь. — Но в результате получилось нечто куда более универсальное. Из придуманного нами материала также можно сделать крошечные наносферы, которые могут быть использованы в качестве систем адресной доставки лекарств к конкретным тканям или органам».

В основе нового материала лежит обычный гидрогель из полиакриламида. Молекулярные цепочки в нем сшиты во всех трех измерениях, что позволяет ему держать форму и быть стабильным в различных жидких средах. Ученые модифицировали этот широко известный материал, добавив к нему карбоксиметилхитозан и нанокристаллы диальдегидцеллюлозы. Первое соединение можно получить обработкой отходов рыбного производства — панцирей ракообразных. Второе вещество несложно синтезировать из целлюлозы, которую можно добыть из отходов лесной промышленности.


На втором этапе работы ученые измерили механические характеристики нового материала. Оказалось, что он имеет предел прочности на растяжение в 244 кПа — примерно такой же, как у используемых в промышленности мягких полимеров. Кроме того, гидрогель смог восстановить свою форму и более 80% энергии даже при сжатии на 90% от исходного объема. Полученные результаты измерений удивили ученых и показали перспективность нового материала и возможность его использования не только в качестве искусственного хряща, но и в ряде других применений.

Потенциал нового соединения, по словам авторов, огромен — он может найти применение в пищевой упаковке, системах фильтрации воды или адсорбентах для ее очистки. Токсичность новой технологии для клеточных культур низкая, а значит, ее можно использовать в биомедицине — от контактных линз до доставки лекарств.