V okamžiku, kdy je chrupavka opotřebovaná, nebo poškozená, je velice obtížné ji zpětně regenerovat. Často přichází v úvahu její výměna, ale implantáty nedosahují takových kvalit, jako skutečná. Nyní však vědci z Duke University přicházejí s novým hydrogelem, který je dostatečně silný na to, aby odolal stejným tlakům, jako opravdová chrupavka. Jejich práce byla uveřejněna v časopise Advanced Functional Materials.

Hydrogely byly pro svůj potenciál jakožto materiál zastupující chrupavčitou tkáň dlouho studovány. Neustále nacházejí uplatnění v lékařství, ať už jde o zastavení krvácení nebo hojení ran. Přestože zastávaly post žhavého kandidáta na materiál pro náhradní chrupavku, nedokázaly stávající hydrogely odolat váze lidského těla. Materiál vědců z Duke University však tyto zásadní nedostatky eliminuje.

Inovativní hydrogel se skládá ze tří sítí polymerů, které jsou navzájem spojeny. Zatímco první je tvořena pružnými vlákny, druhá, záporně nabitá, je výrazně pevnější. Třetí obsahuje celulózová vlákna pro zesílení celé struktury a brání roztržení. Soustava těchto tří sítí poskytuje hydrogelu schopnost vrátit se do původního tvaru poté, co jsou silou stlačeny. Záporné náboje navíc obě části odpuzují a tím imitují pružnost skutečné tkáně. "Kombinací těchto tří složek dosahujeme stejných vlastností, které nabízí přírodní chrupavka," říká spoluautor studie, Feichen Yang.

Tým schopnosti hydrogelu demonstroval skrze řadu testů. Jejich výsledky zcela předčily jeho očekávání. Disk vytvořený z takového materiálu byl schopen unést 45 kilogramů, aniž by byl roztržen, nebo deformován. Natažen byl na 100 000 násobek své délky, čímž bylo zjištěno, že odolává tahu stejně dobře, jako porézní titan, který se v současné době používá pro výrobu kostních implantátů. Opakovaným oděrem bylo zjištěno, že je rovněž čtyřikrát odolnější, než stávající syntetická chrupavka.  

Přestože klinické studie pro uvedení hydrogelu v lékařské praxi zaberou ještě řadu let, plánují vědci vytvořit prototyp implantátu, který by testovali na ovcích.

Originální publikace: https://onlinelibrary.wiley.com/toc/16163028/0/0

Zdroj: New Atlas, zdroj titulní fotografie: Jonathan Chng, Unsplash