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Les scientifiques créent le premier gel de cartilage suffisamment fort pour les genoux

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Un disque d'un quart du matériau supportant le poids d'une kettlebell de 100 livres.Feichen Yang / Duke University

La fine couche de cartilage qui se trouve entre les os du genou est une chose impressionnante. Il est suffisamment solide pour supporter le poids d'une personne, mais suffisamment souple pour amortir l'articulation contre les chocs et des décennies d'utilisation répétée.

Une telle combinaison a été difficile à reproduire en laboratoire - jusqu'à présent. Un groupe de chercheurs de l'Université Duke a assumé la tâche et, ce faisant, a créé un hydrogel expérimental qui est le premier à correspondre à la force et à la souplesse du cartilage du genou.

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Un hydrogel capable de supporter de lourdes charges

Malgré le fait que le matériau créé par les chercheurs soit à 60% d'eau, un seul disque d'un quart de taille peut supporter le poids d'un kettlebell de 100 livres sans se déchirer ni perdre sa forme, disent les chercheurs dans leur article publié dansMatériaux fonctionnels avancés.

Les créateurs disent que c'est le premier hydrogel - un matériau composé de polymères absorbant l'eau - qui est durable et capable de résister à de lourdes charges ainsi qu'au cartilage humain.

Les chercheurs, dirigés par Ben Wiley et Ken Gall, spécialistes de la chimie et des matériaux de Duke, espèrent que leurs travaux permettront un jour aux personnes souffrant de troubles du genou de remplacer le cartilage endommagé. Un tel développement fournirait une alternative aux 600000 chirurgies de remplacement du genou qui sont pratiquées aux États-Unis seulement chaque année.

Bien que les hydrogels soient utilisés depuis des années dans les remplacements de cartilage, ils n'ont jamais été assez durables pour l'articulation du genou porteuse.

L'équipe de Duke s'est donné pour mission de changer cela: «Nous avons décidé de fabriquer le premier hydrogel possédant les propriétés mécaniques du cartilage», a déclaré Wiley, professeur de chimie à Duke, dans un communiqué de presse.

Un matériau résistant à la compression et au squish

Le nouvel hydrogel est fabriqué à l'aide de deux réseaux de polymères entrelacés. L'un est fait de brins extensibles tandis que l'autre est plus entrelacé et rigide. Les deux ont des charges négatives sur leur longueur. Les deux réseaux polymères sont ensuite renforcés à l'aide d'un maillage de fibres de cellulose.

Les fibres de cellulose résistent à la traction lorsque le gel est étiré et aident à maintenir le matériau ensemble. Les charges négatives, quant à elles, se repoussent et adhèrent à l'eau, aidant l'hydrogel à conserver sa forme d'origine lorsqu'il est pressé.

«Seule cette combinaison des trois composants est à la fois flexible et rigide et donc solide», a déclaré le co-auteur Feichen Yang, qui a obtenu un doctorat en chimie. dans le laboratoire de Wiley.

Après avoir comparé leur matériau à d'autres hydrogels - un test a permis aux chercheurs de le soumettre à 100 000 cycles de tirages répétés - l'équipe a décidé que le leur n'était que celui qui était comparable à la résistance du cartilage à la fois sous l'écrasement et l'étirement.

Le transport du matériel du laboratoire à la clinique prendra au moins trois ans, a déclaré Wiley. Alors que les tests initiaux suggèrent que le matériau n'est pas toxique pour les cellules cultivées en laboratoire, l'étape suivante consiste à concevoir un implant que l'équipe peut tester chez le mouton.

En fin de compte, l'équipe affirme que leur recherche pourrait constituer une immense avancée dans le domaine de la santé et de la médecine, car elle pourrait permettre aux personnes souffrant de douleurs au genou de récupérer en une fraction du temps, tout en supprimant la durée de vie limitée associée à la réparation du cartilage et au remplacement du genou. chirurgie.


Voir la vidéo: Comprendre larthrose du genou (Septembre 2022).


Commentaires:

  1. Osbart

    Hum... ça arrive même.

  2. Ferar

    briller

  3. Kasar

    Je pense que tu as tort. Je propose d'examiner.



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