Гибкий гидрогель для лечения ран

20.09.2012

Команда экспертов в области механики, материаловедения и тканевой инженерии в Гарварде создала чрезвычайно эластичный и прочный гель, который можно использовать в различных медицинских операциях, например, при замене поврежденного хряща в суставах человека.

Основным ингредиентом нового материала является вода, поэтому его и называют гидрогелем. Это гибрид двух непрочных гелей, которые вместе создают особенный и очень полезный материал. Например, новый гидрогель можно растянуть до размеров, в 21 раз превышающих его изначальную длину. Кроме того, он биосовместим (не отторгается живыми тканями человеческого организма), может самовосстанавливаться и имеет массу других ценных качеств, которые открывают новые возможности в области медицины и тканевой инженерии.

Обычно гидрогели очень непрочные и легко разрушаются - представьте себе ложку, которая легко рвет желе. Однако биосовместимые гели на водной основе очень нужны в ряде очень сложных операций, таких как создание искусственные хрящей или межпозвоночных дисков. Но чтобы работать в суставах, гидрогель должен быть очень прочным и сжиматься/разжиматься большое количество раз без потери своих свойств. Чтобы создать такой гидрогель, ученые объединили два полимера: полиакриламид, который используется в контактных линзах и в качестве гель-электрофореза для отделения фрагментов ДНК, и второй компонент - альгинат. Это экстракт водорослей, который часто используется для загущения пищи.

Отдельно эти гели непрочные, например, альгинат можно растянуть только в 1,2 раза в длину, после чего он рвется. Однако соединение двух полимеров образует сложную сеть связанных цепей, которые усиливают друг друга. При этом альгинатная часть геля состоит из полимерных цепей, которые образуют слабые ионные связи друг с другом, и когда гель растягивается, некоторые из этих связей разрываются. В результате гель слегка расширяется, но полимерные цепи остаются нетронутыми.

В свою очередь, полиакриламид образует цепи с сетчатой структурой, которые очень прочно связаны с альгинатными цепями. Поэтому если гель получает крошечные трещины в процессе растяжения, полиакриламидная сеть помогает распространять тяговое усилие на большую площадь, "дергая" ионные связи альгината и обрывая их в разных местах. Эксперименты показали, что новый гидрогель, даже с огромной трещиной, все еще может растянуться в длину до 17 раз большую, в сравнении с исходной длиной.

Помимо создания искусственных хрящей, новый гидрогель можно использовать для "мягких" роботов, в оптике, искусственных мышцах, в качестве жесткого "бинта" для ран и т.д.

<< Назад: Индийцы летят на Марс 21.09.2012

>> Вперед: Почему фотография еды вызывает аппетит 20.09.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Звуки капель ускоряют прорастание на 30% 20.05.2026

Растения обладают удивительной чувствительностью к окружающему миру, и новые исследования показывают, что они способны воспринимать даже звуки. Ученые обнаружили, что семена риса ускоряют свое прорастание, реагируя на шум дождя. Этот механизм помогает растениям лучше приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды и может играть важную роль в их выживании. В ходе экспериментов исследователи записывали звуки дождя разной интенсивности. Оказалось, что падение капель создает значительное звуковое давление - сравнимое с тем, которое фиксируют на небольшом расстоянии от двигателей реактивных самолетов. Хотя такие звуки находятся за пределами человеческого слуха и плохо передаются из воды в воздух, они вполне способны влиять на семена, находящиеся под тонким слоем воды или почвы. Ученые провели серию опытов с посевным рисом, который традиционно высевают в увлажненную почву или под слой воды. Семена помещали в лужи глубиной 2,5-3 сантиметра и воспроизводили звуки дождя. Небол ...>>

Volkswagen ID. Polo GTI 20.05.2026

Volkswagen продолжает развивать легендарную линейку GTI, перенося ее дух в эпоху электромобилей. Компания официально представила ID. Polo GTI - первый полностью электрический "горячий" хэтчбек, который сочетает в себе современные технологии и фирменный драйверский характер моделей GTI, история которых началась еще в 1976 году с первого Golf GTI. Премьера новинки прошла во время знаменитой 24-часовой гонки на Нюрбургринге. Электромотор на передней оси развивает 222 л.с. (166 кВт) и выдает 290 Нм крутящего момента. Разгон с 0 до 100 км/ч занимает 6,8 секунды. Хотя динамика не претендует на звание рекордной в классе, Volkswagen сделал акцент на точной управляемости и узнаваемом "GTI-настроении". Для этого автомобиль оснастили блокировкой переднего дифференциала, адаптивной спортивной подвеской DCC и прогрессивным рулевым управлением. ID. Polo GTI использует ту же батарею емкостью 52 кВтч с химией NMC, что и обычная версия модели. Запас хода по циклу WLTP достигает 424 км. Поддержива ...>>

Коты охотнее разговаривают с мужчинами 19.05.2026

Домашние кошки всегда считались довольно сдержанными и избирательными в проявлении эмоций. Однако новое исследование показало, что наши пушистые питомцы гораздо активнее используют голос при общении с мужчинами, чем с женщинами. Это открытие помогает глубже понять особенности кошачьего поведения и природу их отношений с человеком. Ученые из Университета Анкары проанализировали реакцию 31 домашнего кота. Владельцы записывали на видео поведение животных в первые минуты после возвращения домой, стараясь вести себя максимально естественно. Результаты оказались весьма примечательными: в среднем за первые 100 секунд после прихода мужчины коты издавали 4,3 различных вокализации - мяуканье, мурлыканье или характерные "чириканья". При появлении женщины этот показатель составил всего 1,8. Исследователи изучили 22 разных типа поведения кошек, включая трение о ноги, зевки и реакцию на еду. Единственным значимым различием между мужчинами и женщинами оказалась именно частота вокализаций. Возра ...>>

Умная сушилка Xiaomi Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 19.05.2026

Компания Xiaomi представила новую модель Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 - инновационный многофункциональный комплекс, который кардинально меняет представление о сушке одежды и организации балконного пространства. Главное преимущество новинки заключается в гибкой системе организации. Устройство оснащено четырьмя независимыми зонами, благодаря чему одновременно можно сушить совершенно разные типы вещей - от легкого белья и носков до объемных одеял и верхней одежды. Для этого предусмотрено 38 открытых крючков, 32 вращающихся зажима, 20 выдвижных стержней и две специальные сетки, что позволяет оптимально использовать каждый сантиметр пространства. Еще одна яркая особенность - встроенное интеллектуальное освещение. 42-дюймовый световой модуль мощностью 36 Вт и световым потоком 3000 люмен способен полностью заменить потолочную люстру на балконе. Пользователи могут регулировать цветовую температуру в диапазоне от 3000 до 5700 K, создавая комфортную атмосферу для разных сценариев - ...>>

Сильнее всего мы злимся на самых близких 18.05.2026

Многие замечали одну и ту же странную закономерность: на работе или в общении с посторонними людьми мы способны сдерживать раздражение даже в сложных ситуациях, а дома можем вспыхнуть из-за сущей мелочи. Этот парадокс хорошо известен психологам и имеет глубокие нейробиологические причины. Оказывается, дело не в "плохом характере", а в особенностях работы нашего мозга и нервной системы. Когда мы находимся среди малознакомых людей, префронтальная кора головного мозга активно контролирует эмоции. Она выступает в роли внутреннего цензора, подавляя агрессию и помогая выбирать социально приемлемые реакции. Дома же мозг воспринимает окружение как максимально безопасное и предсказуемое, поэтому уровень контроля заметно снижается. В результате накопленные эмоции выходят наружу гораздо ярче и сильнее. Кроме того, мозг формирует особый "эмоциональный архив" именно на близких людей. Даже незначительные обиды и раздражения, которые мы переживаем годами, откладываются в памяти. При новом конфл ...>>

Случайная новость из Архива Новый носитель информации - высокоплотный и недорогой 24.10.2012 Исследователи из Института изучения и разработки веществ (Сингапур) и Национального университета Сингапура обнаружили, что сверхгладкая поверхность является ключевым фактором для "самосборки" - дешевого способа высокоплотной компоновки. Это открытие может стать началом нового поколения устройств хранения информации с плотностью записи до 10 терабит на кв. дюйм. Технология "самосборки" - один из наиболее простых и дешевых способов создания однородный плотных наноструктур, которые потенциально можно использовать для хранения данных. Она широко применяется в исследованиях и начинает распространяться в промышленности как удобный инструмент компоновки больших площадей по техпроцессу менее 100 нанометров. Однако до сих пор попытки применения "самосборки" на различных типах поверхностей, таких как магнитные носители, используемые для сохранения информации, показывали изменчивые и нестабильные результаты. Этот феномен оставлял в замешательстве исследователей и ученых всего мира. Теперь исследователи из ИИРВ и НУС разрешили эту тайну, обнаружив, что чем глаже поверхность, тем эффективнее будет "самосборка" наноструктур. Это достижение делает способ применимым к большому спектру поверхностей, позволяя снизить количество дефектов при промышленном применении до допустимой для серийного производства величины. "Вопрос успешности самосборки лежит в пределах толщины в 10 атомов, или 10 ангстрем, если говорить техническими терминами", - поясняет др. Сайфулла, один из ведущих исследователей, сделавших открытие. Ученые обнаружили, что таков предел неровности поверхности, допустимой для успешной "самосборки", которую в конечном итоге можно будет использовать для создания высокоплотных носителей данных. Открытие было на днях опубликовано в Scientific Reports, общедоступном журнале издательства Nature. Исследование проводилось при поддержке Национального фонда исследований Сингапура в рамках программы "Исследование рубежа магнитной записи: перспективы получения 10 терабит на кв. дюйм".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026