סחוס הברך מתוצרת מעבדה מנצח את הדבר האמיתי

החלפת סחוס הברך 8 16
סחוס ברך חדש מתוצרת מעבדה חזק ב-26% מהסחוס הטבעי במתח, משהו כמו תליית שבעה פסנתרי כנף ממחזיק מפתחות, וב-66% חזק יותר בדחיסה - מה שיהיה כמו חניית מכונית על בול דואר. (אַשׁרַאי: דניאל ת'יל / Unsplash)

תחליף סחוס בברכיים חדש על בסיס ג'ל הוא חזק ועמיד יותר מהדבר האמיתי, על פי מחקר חדש.

משככי כאבים ללא מרשם, פיזיותרפיה, זריקות סטרואידים - יש אנשים שניסו הכל ועדיין מתמודדים עם כאבי ברכיים.

לעתים קרובות כאבי ברכיים נובעים מהשחיקה המתקדמת של סָחוּס המכונה דלקת מפרקים ניוונית, המשפיעה על כמעט אחד מכל שישה מבוגרים - 867 מיליון אנשים - ברחבי העולם. למי שרוצה להימנע מהחלפת מפרק הברך כולו, הסחוס החדש יוכל בקרוב לעזור למטופלים לעמוד על רגליהם במהירות, ללא כאבים ולהישאר כך.

כפי שדווח בכתב העת חומרים פונקציונליים מתקדמים, בדיקה מכנית מגלה שאת ההידרוג'ל - חומר העשוי מפולימרים סופחי מים - ניתן ללחוץ ולמשוך בכוח רב יותר מאשר סחוס טבעי, והוא עמיד פי שלושה בפני שחיקה.

שתלים העשויים מהחומר נמצאים כעת בפיתוח על ידי ספרטה ביומדיקל ונבדקים בכבשים. החוקרים מתכוננים להתחיל ניסויים קליניים בבני אדם בשנה הבאה.

"אם הכל ילך לפי התוכנית, הניסוי הקליני אמור להתחיל כבר באפריל 2023", אומר בנג'מין וויילי, פרופסור לכימיה באוניברסיטת דיוק שהוביל את המחקר יחד עם קן גאל, פרופסור להנדסת מכונות ומדעי החומרים.

סחוס טבעי בברך

כדי לייצר את החומר הזה, הצוות לקח יריעות דקות של סיבי תאית והחדיר להן פולימר שנקרא אלכוהול פוליוויניל - גוי צמיג המורכב משרשרות חוטיות של מולקולות חוזרות - כדי ליצור ג'ל.

סיבי התאית פועלים כמו סיבי קולגן בסחוס טבעי, אומר ווילי - הם נותנים לג'ל חוזק כאשר הם נמתחים. אלכוהול הפוליוויניל עוזר לו לחזור לצורתו המקורית. התוצאה היא חומר דמוי ג'לו, 60% מים, שהוא גמיש אך חזק באופן מפתיע.

סחוס טבעי יכול לעמוד בכמות עצומה של 5,800 עד 8,500 פאונד לאינץ' של משיכה ומחיכה, בהתאמה, לפני שהוא מגיע לנקודת השבירה שלו. הגרסה תוצרת המעבדה היא ההידרוג'ל הראשון שיכול להתמודד עם אפילו יותר. הוא חזק ב-26% מהסחוס הטבעי במתח, משהו כמו תליית שבעה פסנתרי כנף ממחזיק מפתחות, ו-66% חזק יותר בדחיסה - מה שיהיה כמו חניית מכונית על בול דואר.


 קבל את הדוא"ל האחרון

מגזין שבועי השראה יומית

"זה ממש מחוץ לתרשימים מבחינת חוזק ההידרוג'ל", אומר ווילי.

הצוות כבר יצר הידרוג'לים עם תכונות יוצאות דופן. בשנת 2020, הם דיווחו שהם יצרו את ההידרוג'ל הראשון חזק מספיק לברכיים, שמרגישים את הכוח של פי שניים עד שלושה ממשקל הגוף בכל צעד.

הפעלת הג'ל לשימוש מעשי כתחליף סחוס, לעומת זאת, הציגה אתגרים עיצוביים נוספים. אחד מהם היה השגת הגבולות העליונים של חוזק הסחוס. פעילויות כמו קפיצה, זינוק או טיפוס במדרגות מפעילים כ-10 מגה-פסקאל של לחץ על הסחוס בברך, או בערך 1,400 פאונד לאינץ' רבוע. אבל הרקמה יכולה לקחת עד פי ארבעה מזה לפני שהיא נשברת. "ידענו שיש מקום לשיפור", אומר ויילי.

שתלי ברכיים לא מחזיקים מעמד לנצח

בעבר, חוקרים שניסו ליצור הידרוג'לים חזקים יותר השתמשו בתהליך הקפאה-הפשרה כדי לייצר גבישים בתוך הג'ל, שמוציאים מים ומסייעים להחזיק את שרשראות הפולימר יחד. במחקר החדש, במקום להקפיא ולהפשיר את ההידרוג'ל, החוקרים השתמשו בטיפול חום הנקרא חישול כדי לשדל עוד יותר גבישים להיווצר בתוך רשת הפולימרים.

על ידי הגדלת תכולת הגבישים, החוקרים הצליחו לייצר ג'ל שיכול לעמוד פי חמישה בלחץ ממשיכה וכמעט פי שניים יותר סחיטה ביחס לשיטות הקפאה-הפשרה. החוזק המשופר של הג'ל המחושל עזר גם הוא לפתור אתגר עיצובי שני: הצמדתו למפרק והשגחתו להישאר במקומו.

הסחוס יוצר שכבה דקה המכסה את קצוות העצמות כך שהן לא נשחקות זו בזו. מחקרים קודמים לא הצליחו לחבר הידרוג'לים ישירות לעצם או לסחוס עם כוח מספיק כדי למנוע מהם להתפרק או להחליק. אז צוות הדוכס מצא גישה אחרת.

שיטת ההצמדה שלהם כוללת צמנטציה והידוק ההידרוג'ל ל-a טיטן בסיס. לאחר מכן זה נלחץ ומעוגן לתוך חור שבו היה בעבר הסחוס הפגוע. בדיקות מראות שהעיצוב נשאר מהודק ב-68% חזק יותר מאשר סחוס טבעי על העצם.

"דאגה נוספת עבור שתלי ברכיים היא שחיקה לאורך זמן, הן של השתל עצמו והן של הסחוס הנגדי", אומר ויילי.

"שינוי דרמטי בטיפול"

חוקרים אחרים ניסו להחליף סחוס פגום בשתלי ברכיים העשויים ממתכת או פוליאתילן, אך מכיוון שחומרים אלו נוקשים יותר מסחוס הם עלולים לשפשף בחלקים אחרים של הברך.

בבדיקות שחיקה, החוקרים לקחו סחוס מלאכותי וסחוס טבעי וסובב אותם זה כנגד זה מיליון פעמים, בלחץ דומה לזה שהברך חווה במהלך ההליכה.

באמצעות טכניקת סריקת רנטגן ברזולוציה גבוהה הנקראת מיקרו-טומוגרפיה ממוחשבת (מיקרו-CT), המדענים גילו כי פני השטח של גרסת המעבדה שלהם החזיקו מעמד פי שלושה מהדבר האמיתי. אולם מכיוון שההידרוג'ל מחקה את האופי החלק, החלק והמרופד של סחוס אמיתי, הוא מגן על משטחי מפרקים אחרים מפני חיכוך כשהם מחליקים אל השתל.

סחוס טבעי הוא חומר עמיד להפליא. אבל ברגע שניזוק, יש לו יכולת מוגבלת להחלים מכיוון שאין לו כלי דם, אומר ויילי.

בארצות הברית, דלקת מפרקים ניוונית נפוץ כיום פי שניים מאשר לפני מאה שנה. ניתוח הוא אופציה כאשר טיפולים שמרניים נכשלים. במהלך העשורים המנתחים פיתחו מספר גישות זעיר פולשניות, כמו הסרת סחוס רופף, או יצירת חורים כדי לעורר צמיחה חדשה, או השתלת סחוס בריא מתורם. אבל כל השיטות הללו דורשות חודשים של גמילה, ואחוז מסוים מהן נכשל לאורך זמן.

בדרך כלל נחשבת למוצא אחרון, החלפת ברך מלאה היא דרך מוכחת להקלה על כאבים. אבל גם מפרקים מלאכותיים לא נמשכים לנצח. במיוחד עבור מטופלים צעירים שרוצים להימנע מניתוח גדול עבור מכשיר שרק יהיה צורך להחליף אותו שוב בהמשך הקו, אומר ויילי, "פשוט אין אפשרויות טובות מאוד בחוץ."

"אני חושב שזה יהיה שינוי דרמטי בטיפול עבור אנשים בשלב זה", אומר ויילי.

ספרטה ביו-רפואי והמתקן למכשור של חומרים משותפים באוניברסיטת דיוק מימנו את העבודה. ווילי וגאל הם בעלי מניות ב-Sparta Biomedical.

מקור: אוניברסיטת דיוק


ספרים מומלצים: בריאות

ניקוי פירות טרייםניקוי פירות טריים: ניקוי רעלים, הרזיה והחזיר את בריאותך באמצעות המאכלים הטעימים ביותר של הטבע [כריכה רכה] מאת ליאן הול.
לרדת במשקל ולהרגיש בריא תוסס תוך ניקוי רעלים מגופך. ניקוי פירות טריים מציע את כל מה שאתה צריך לגמילה קלה ועוצמתית, כולל תוכניות מיום ליום, מתכונים מעוררי פה, ועצות למעבר מהניקוי.
לחץ כאן למידע נוסף ו / או להזמנת ספר זה באמזון.

לשגשג מזוןאוכלים משגשגים: 200 מתכונים צמחיים לבריאות שיא [כריכה רכה] מאת ברנדן ברזייר.
תוך התבססות על פילוסופיית התזונה המפחיתה את הלחץ ומגבירה את הבריאות שהוצגה במדריך התזונה הטבעוני המהולל שלו לשגשג, טריאתלט איש הברזל המקצועי, ברנדן בראזייה, מפנה כעת את תשומת ליבו לצלחת ארוחת הערב שלך (קערת ארוחת בוקר ומגש ארוחת צהריים גם כן).
לחץ כאן למידע נוסף ו / או להזמנת ספר זה באמזון.

מוות מרפואה מאת גארי נולמוות מרפואה מאת גארי נול, מרטין פלדמן, דבורה ראסיו וקרולין דין
הסביבה הרפואית הפכה למבוך של דירקטוריונים ארגוניים, בתי חולים וממשליים המשתלבים, שחדרו חברות התרופות. החומרים הרעילים ביותר מאושרים לעתים קרובות תחילה, בעוד שמתעלמים מחלופות מתונות וטבעיות יותר מסיבות כלכליות. זה מוות על ידי תרופות.
לחץ כאן למידע נוסף ו / או להזמנת ספר זה באמזון.


מאמרים נוספים מאת מחבר זה

אולי גם תאהב

עקוב אחר InnerSelf ב

אייקון פייסבוקאייקון טוויטרסמל YouTubeאייקון אינסטגרםסמל pintrestאייקון rss

 קבל את הדוא"ל האחרון

מגזין שבועי השראה יומית

שפות זמינות

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

הנקראים ביותר

הפצת מחלות בבית 11 26
מדוע הבתים שלנו הפכו לנקודות חמות של COVID
by בקי טונסטאל
בזמן השהייה בבית הגן על רבים מאיתנו מלהידבק בנגיף הקורונה בעבודה, בבית הספר, בחנויות או...
תסמונת מוות פתאומי של תינוקות 11 17
כיצד להגן על התינוק שלך מתסמונת מוות פתאומי של תינוקות
by רייצ'ל מון
מדי שנה, כ-3,400 תינוקות בארה"ב מתים באופן פתאומי ובלתי צפוי בזמן שינה, על פי ה...
איך תרבות מודיעה על הרגשות שאתה מרגיש למוזיקה
איך תרבות מודיעה על הרגשות שאתה מרגיש למוזיקה
by ג'ורג' אתנאסופולוס ואימרה להדלמה
ערכתי מחקר במקומות כמו פפואה גינאה החדשה, יפן ויוון. האמת היא…
מתאבל על חיית המחמד 11 26
איך לעזור להתאבל על אובדן חיית מחמד משפחתית אהובה
by מליסה סטרלינג
עברו שלושה שבועות מאז שבן זוגי ואני איבדנו את כלבנו האהוב בן ה-14.5, קיבי טארו. שֶׁלָה…
גבר ואישה בקיאק
להיות בזרימת נשמתך משימתך ומטרת החיים
by קתרין הדסון
כאשר הבחירות שלנו מרחיקות אותנו ממשימת הנשמה שלנו, משהו בתוכנו סובל. אין היגיון…
אדם עם זרועות פתוחות לרווחה מול השמש העולה
תורות שמאניות של הכרת תודה עם דון אלברטו טקסו
by דון אלברטו טקסו
זכור את הרוח הגדולה בכל רגע בכל יום, ואחת הדרכים לעשות זאת היא בהכרת תודה.
ינשוף לבן
המשמעות הסמלית של בעלי חיים בחלומותינו
by אריקה בואנפלור, MA, JD
מדריך רוח בעל חיים יכול להיכנס דרך החלומות שלנו ולתקשר אלינו באמצעות סמלים. ל…
ילד מקשיב בריכוז עם אוזניות
מדוע סוגים מסוימים של מוזיקה גורמים למוח שלנו לשיר
by גילהם מריון
אם מישהו הציג בפניכם מנגינה לא ידועה ופתאום עצר אותה, הייתם יכולים לשיר את...

עמדות חדשות - אפשרויות חדשות

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | שוק InnerSelf
זכויות יוצרים © 1985 - פרסומי 2021 InnerSelf. כל הזכויות שמורות.