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Le mélange de soie et de polymères peut aider à créer de nouveaux implants biomédicaux

Le mélange de soie et de polymères peut aider à créer de nouveaux implants biomédicaux

La soie tissée par les araignées a depuis longtemps fasciné les ingénieurs humains qui n'ont pas encore pleinement compris comment créer artificiellement cette fibre solide et fine. Mais une nouvelle recherche partagée lors de la réunion virtuelle et expo automne 2020 de l'American Chemical Society (ACS) suggère que nous pouvons la recréer en mélangeant de la soie avec des polymères synthétiques - ce qui pourrait conduire à des structures capables de remplacer les coussins de cartilage dans le genou.

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La combinaison de la soie avec des polymères composites pourrait créer des matériaux médicaux avancés

«La soie a un grand potentiel d'utilisation dans les applications biomédicales», a déclaré Juan Guan, chercheur principal du projet, titulaire d'un doctorat. "La soie est polyvalente, et le corps humain la tolère assez bien, et peut même la dégrader et l'absorber."

La soie et la médecine entretiennent une relation de longue date. Les dossiers des anciens médecins regorgent de récits de patients cousus avec des fibres filées par des vers à soie et remontent à près de 2000 ans. Les chirurgiens modernes terminent certaines chirurgies, comme celles de l'œil, avec des sutures en soie.

Les scientifiques ont découvert comment la combinaison de polymères synthétiques avec de la soie pouvait procurer de nouveaux matériaux polyvalents avec de nombreuses applications en médecine et potentiellement dans d'autres domaines.

Des fibres de soie plus longues mieux que des brins plus courts

Bien sûr, d'autres chercheurs ont développé des matériaux composites avec de la soie, mais ils travaillaient généralement avec des fibres courtes ou uniquement la protéine primaire contenue dans la soie.

Guan, d'un autre côté, s'est concentré sur les tissus de soie tissés à partir de longs fils simples. Les cocons de vers à soie contiennent parfois des fibres de près de 5 000 pieds (1 524 mètres) de long, et ils peuvent mieux répartir les contraintes mécaniques lorsqu'ils sont utilisés dans le tissu que ce à quoi nous pouvons nous attendre de brins plus courts et discrets, a ajouté Guan.

Dans leurs études, l'équipe de Gran a utilisé de la soie de vers à soie domestiques communs appartenant à l'espèce Bombyx mori, et aussi des fibres plus résistantes et plus élastiques de la nature Antheraea pernyi espèce.

Les chercheurs ont associé ce tissu à une matrice polymère, généralement un époxy, qui est courante dans les adhésifs. Lorsqu'ils sont combinés, le tissu et le polymère créent un stratifié - comme le revêtement de surface durable sur les meubles - et sont ensuite découpés dans les formes souhaitées par les chercheurs.

De nouveaux matériaux biomédicaux peuvent aider les vertèbres à fusionner mieux que le métal

Ceci est important car ces propriétés pourraient conduire à de nouveaux matériaux capables de mieux s'intégrer dans le corps humain que les matériaux actuels. Par exemple, Guan et son équipe collaborent avec des médecins orthopédistes pour développer une structure en forme de cages pour maintenir temporairement les vertèbres en place pendant qu'elles fusionnent après une intervention chirurgicale majeure.

C'est un rôle généralement rempli de métal, mais la dureté et la rigidité des composites de soie sont plus compatibles avec les os, ce qui pourrait en faire une alternative plus résistante et confortable aux structures métalliques maladroites, a déclaré Guan.

Bien que l'introduction de composites de soie dans le service chirurgical des grands hôpitaux présente de nombreux défis, il est intéressant de savoir que l'une des substances les plus mystiques produites par d'autres espèces de la vie sert à faire progresser l'avenir de la technologie biomédicale.


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