Sztuczna chrząstka jest lepsza od prawdziwej. Bezpłatna biblioteka techniczna Aktualności

NOWOŚCI NAUKI I TECHNOLOGII, NOWOŚĆ W ELEKTRONIKI
Bezpłatna biblioteka techniczna / Kanał wiadomości

Sztuczna chrząstka jest lepsza od prawdziwej

22.08.2022

Naukowcy z Duke University (USA) stworzyli pierwszy substytut chrząstki na bazie żelu, który jest jeszcze mocniejszy i trwalszy niż prawdziwa chrząstka.

Hydrożel jest wykonany z polimerów absorbujących wodę. Można ją ściskać i ciągnąć z większą siłą niż naturalną chrząstkę i jest trzykrotnie bardziej odporna na zużycie.

Aby wytworzyć ten materiał, zespół wypełnił cienkie arkusze włókien celulozowych polialkoholem winylowym – polimerem złożonym z nitkowatych łańcuchów powtarzających się cząsteczek – w celu utworzenia żelu.

Włókna celulozy działają jak włókna kolagenowe w naturalnej chrząstce: zapewniają żelowi wytrzymałość na rozciąganie. Alkohol poliwinylowy również pomaga mu wrócić do pierwotnej formy. Rezultatem jest galaretowaty materiał składający się w 60% z wody. Jest elastyczny, a jednocześnie zaskakująco wytrzymały. Materiał ten jest przymocowany do podstawy tytanowej, która jest instalowana w miejscu uszkodzonej chrząstki.

Chrząstka laboratoryjna okazała się o 26% silniejsza niż chrząstka naturalna w rozciąganiu io 66% silniejsza w ściskaniu. Wcześniej, próbując stworzyć silniejsze hydrożele, naukowcy stosowali proces zamrażania-rozmrażania. Wytwarzał kryształy w żelu, które wypierały wodę i pomogły utrzymać razem łańcuchy polimerowe. Zamiast tego w nowych badaniach zastosowano obróbkę cieplną – wyżarzanie – aby wymusić tworzenie się jeszcze większej liczby kryształów w sieci polimerowej.

Zwiększając zawartość kryształów, naukowcom udało się stworzyć żel zdolny wytrzymać pięciokrotne obciążenie rozciągające i prawie dwukrotnie większe obciążenie ściskające w porównaniu z metodami zamrażania-rozmrażania. Zwiększona wytrzymałość żelu odprężonego pomogła również przymocować go do stawu i utrzymać go na miejscu.

Sztuczny hydrożel naśladuje gładką, śliską i giętką naturę prawdziwej chrząstki. Jednocześnie chroni inne powierzchnie stawowe przed tarciem podczas przesuwania się po implancie. Jego powierzchnia była trzykrotnie mocniejsza niż powierzchnia prawdziwej chrząstki.

Implanty wykonane z nowego materiału są obecnie opracowywane przez Sparta Biomedical i są testowane na owcach. Naukowcy przygotowują się do rozpoczęcia badań klinicznych na ludziach w przyszłym roku.

<< Powrót: Interaktywny panel Huawei IdeaHub S2 22.08.2022

>> Naprzód: Zmęczony myślami 21.08.2022

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Udowodniono istnienie reguły entropii dla splątania kwantowego 09.05.2024

Mechanika kwantowa wciąż zadziwia nas swoimi tajemniczymi zjawiskami i nieoczekiwanymi odkryciami. Niedawno Bartosz Regula z Centrum Obliczeń Kwantowych RIKEN i Ludovico Lamy z Uniwersytetu w Amsterdamie przedstawili nowe odkrycie dotyczące splątania kwantowego i jego związku z entropią. Splątanie kwantowe odgrywa ważną rolę we współczesnej nauce i technologii informacji kwantowej. Jednak złożoność jego struktury utrudnia zrozumienie go i zarządzanie nim. Odkrycie Regulusa i Lamy'ego pokazuje, że splątanie kwantowe podlega zasadzie entropii podobnej do tej obowiązującej w układach klasycznych. Odkrycie to otwiera nowe perspektywy w dziedzinie informatyki i technologii kwantowej, pogłębiając naszą wiedzę na temat splątania kwantowego i jego powiązania z termodynamiką. Wyniki badań wskazują na możliwość odwracalności transformacji splątania, co mogłoby znacznie uprościć ich zastosowanie w różnych technologiach kwantowych. Otwarcie nowej reguły ... >>

Mini klimatyzator Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Lato to czas relaksu i podróży, jednak często upały potrafią zamienić ten czas w udrękę nie do zniesienia. Poznaj nowość od Sony - miniklimatyzator Reon Pocket 5, który obiecuje zapewnić użytkownikom większy komfort lata. Sony wprowadziło do oferty wyjątkowe urządzenie – miniodżywkę Reon Pocket 5, która zapewnia schłodzenie ciała w upalne dni. Dzięki niemu użytkownicy mogą cieszyć się chłodem w dowolnym miejscu i czasie, po prostu nosząc go na szyi. Ten mini klimatyzator wyposażony jest w automatyczną regulację trybów pracy oraz czujniki temperatury i wilgotności. Dzięki innowacyjnym technologiom Reon Pocket 5 dostosowuje swoje działanie w zależności od aktywności użytkownika i warunków otoczenia. Użytkownicy mogą łatwo regulować temperaturę za pomocą dedykowanej aplikacji mobilnej połączonej przez Bluetooth. Dodatkowo dla wygody dostępne są specjalnie zaprojektowane koszulki i spodenki, do których można doczepić mini klimatyzator. Urządzenie może och ... >>

Energia z kosmosu dla Starship 08.05.2024

Wytwarzanie energii słonecznej w przestrzeni kosmicznej staje się coraz bardziej wykonalne wraz z pojawieniem się nowych technologii i rozwojem programów kosmicznych. Szef startupu Virtus Solis podzielił się swoją wizją wykorzystania statku kosmicznego SpaceX do stworzenia orbitalnych elektrowni zdolnych zasilić Ziemię. Startup Virtus Solis zaprezentował ambitny projekt stworzenia elektrowni orbitalnych przy użyciu statku Starship firmy SpaceX. Pomysł ten mógłby znacząco zmienić dziedzinę produkcji energii słonecznej, czyniąc ją bardziej dostępną i tańszą. Istotą planu startupu jest obniżenie kosztów wystrzeliwania satelitów w przestrzeń kosmiczną za pomocą Starship. Oczekuje się, że ten przełom technologiczny sprawi, że produkcja energii słonecznej w kosmosie stanie się bardziej konkurencyjna w stosunku do tradycyjnych źródeł energii. Virtual Solis planuje budowę dużych paneli fotowoltaicznych na orbicie, wykorzystując Starship do dostarczenia niezbędnego sprzętu. Jednak jedno z kluczowych wyzwań ... >>

Nowa metoda tworzenia potężnych akumulatorów 08.05.2024

Wraz z rozwojem technologii i coraz większym wykorzystaniem elektroniki, kwestia tworzenia wydajnych i bezpiecznych źródeł energii staje się coraz pilniejsza. Naukowcy z Uniwersytetu w Queensland zaprezentowali nowe podejście do tworzenia akumulatorów cynkowych o dużej mocy, które mogą zmienić krajobraz branży energetycznej. Jednym z głównych problemów tradycyjnych akumulatorów wodnych było ich niskie napięcie, co ograniczało ich zastosowanie w nowoczesnych urządzeniach. Ale dzięki nowej metodzie opracowanej przez naukowców udało się pokonać tę wadę. W ramach swoich badań naukowcy zajęli się specjalnym związkiem organicznym – katecholem. Okazało się, że jest to ważny element, który może poprawić stabilność akumulatora i zwiększyć jego wydajność. Takie podejście doprowadziło do znacznego wzrostu napięcia akumulatorów cynkowo-jonowych, czyniąc je bardziej konkurencyjnymi. Zdaniem naukowców takie akumulatory mają kilka zalet. Mają b ... >>

Zawartość alkoholu w ciepłym piwie 07.05.2024

Piwo, jako jeden z najpopularniejszych napojów alkoholowych, ma swój niepowtarzalny smak, który może zmieniać się w zależności od temperatury spożycia. Nowe badanie przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców wykazało, że temperatura piwa ma znaczący wpływ na postrzeganie smaku alkoholu. Badanie prowadzone przez naukowca zajmującego się materiałami Lei Jianga wykazało, że w różnych temperaturach cząsteczki etanolu i wody tworzą różnego rodzaju skupiska, co wpływa na postrzeganie smaku alkoholu. W niskich temperaturach tworzą się bardziej piramidalne skupiska, co zmniejsza ostrość smaku „etanolu” i sprawia, że napój ma mniej alkoholowy smak. Wręcz przeciwnie, wraz ze wzrostem temperatury grona stają się bardziej łańcuchowe, co skutkuje wyraźniejszym alkoholowym posmakiem. To wyjaśnia, dlaczego smak niektórych napojów alkoholowych, takich jak baijiu, może zmieniać się w zależności od temperatury. Uzyskane dane otwierają nowe perspektywy dla producentów napojów, ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Oddychanie bez kontroli 30.09.2015

Trening w górach lub na hali o niskiej zawartości tlenu w powietrzu zwiększa wytrzymałość sportowców. Jednak sportowcy-amatorzy, uprawiający sport amatorsko, mogą wyrządzić sobie wiele krzywdy takim treningiem.

Wynika to z pracy hiszpańskich fizjologów z Uniwersytetu w Barcelonie, kierowanego przez Jesúsa Alvarez-Ermsa: odkryli, że tylko jedna czwarta amatorów praktykuje hipoksję pod nadzorem lekarzy, a wśród profesjonalistów takie 98%. Ci drudzy bardzo poważnie podchodzą do wyboru jedzenia: na przykład spożywają dużo żelaza podczas niedotlenienia, aby poprawić morfologię krwi.

Amatorzy wymyślają własne programy, które mogą prowadzić do anemii, utraty masy mięśniowej i innych problemów. Jednocześnie amatorzy są pewni, że niedotlenienie pomoże im poprawić wyniki o prawie 40%, podczas gdy profesjonaliści są mniej optymistyczni - liczą na 5-9%.

Skala problemu w Hiszpanii jest następująca: wśród badanych kolarzy zawodowych 89% trenuje na niskim poziomie tlenu, a wśród amatorów 19%.

Zobacz całość Archiwum wiadomości z nauki i techniki, nowa elektronika

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn