Новые знания о строении костей помогут создать более надежные материалы для изготовления искусственных суставов



Исследователи из Корнельского университета (Cornell University) обнаружили, что кости делают нечто более значимое, чем могут сделать большинство искусственных материалов: после перелома кости «отскакивают» обратно. В статье, опубликованной в издании «Труды Национальной академии наук» (Proceedings of the National Academy of Sciences), ученые Корнелла сообщают, что губчатые кости (губчато-пенообразный тип кости, обнаруженный вблизи суставов и в позвонках, который задействован во многих связанных с остеопорозом переломах) демонстрируют уникальные свойства, которые позволяют им быстро восстанавливать свою форму после перелома. Об этом исследовании рассказывает интернет-издание Medical Xpress.

Новые знания о строении костей помогут создать более надежные материалы для изготовления искусственных суставов

Почему кости имеют совершенно другое строение, чем детали машин?

Поломавшиеся вещи чаще всего рассыпаются и теряют свою механическую функциональность. Чтобы детали автомобиля или самолета служили дольше, инженеры применяют специальные виды обработки, благодаря чему увеличивается твердость поверхностей, что предотвращает возникновение первичных трещин.

Кристофер Эрнандес (Christopher Hernandez), доцент кафедры механической, авиационно-космической техники и биомедицинской инженерии, а также главный исследователь проекта, говорит, что губчатые ??кости построены наоборот, то есть имеют более мягкую поверхность и более хрупкую внутреннюю часть. Комбинация более мягких поверхностей и хрупкой внутренности позволяет губчатым ??костям направлять трещины в места, где они причинят меньше вреда, что позволяет им быстро восстанавливать свою форму (отскакивать назад) после перелома.

Эшли Торрес (Ashley Torres), аспирант в области биомедицинской инженерии, которая была одним из двух ученых, проводивших это исследование, говорит, что строение кости, с инженерной точки зрения, оказалось совершенно не таким, каким его ожидали увидеть ученые. Но такое строение позволяет материалу выполнять свою функцию даже после повреждения.

Это открытие дает убедительный ответ на давний вопрос, почему кости имеют пенообразные участки. Эрнандес говорит, что до сих пор ученые думали, что губчатые ??кости у нас есть по тем же причинам, по которым мы используем пенопласт в машиностроении, то есть они нужны, чтобы поглощать энергию и делать структуру кости более легкой. Но, как показывают исследования, губчатая кость делает нечто совершенно другое, так как на самом деле губчатое строение позволяет этим костям лучше заживать после перелома.

Почему кости имеют совершенно другое строение, чем детали машин

Значение нового открытия

Джонатан Матени (Jonathan Matheny), другой аспирант, работавший над этим проектом, отмечает, что в будущем нынешнее открытие поможет разработать совершенно новые синтетические материалы, в которых будут использоваться функциональные преимущества губчатого строения кости. Ученые предполагают, что гетерогенность (разнородность) структуры материалов для создания искусственных суставов поможет смягчить последствия мелких структурных дефектов, которые неизбежны при производстве.

Матени также говорит, что полученные во время исследования знания имеют огромное значение для медицины, так как позволят выявлять людей с риском образования переломов, связанных с остеопорозом, что, в свою очередь, даст возможность своевременно назначать этим пациентам адекватное медикаментозное лечение.

По материалам Medical Xpress


Рейтинг:

5 из 5 , проголосовало 1

Комментарии (0)


Оставить комментарий