Lớp phủ polyme cho khớp nhân tạo dựa theo chất nhày của trai biển

10:53' AM - Thứ tư, 28/09/2016

Những sáng chế mới trong y học hiện đại, như việc cấy ghép các bộ phận bên trong cơ thể, đã giúp cải thiện rất nhiều chất lượng cuộc sống của con người. Tuy vậy, một số bộ phận cấy ghép như khớp nhân tạo thường bị mòn theo thời gian và cần phải thay thế sau 10-15 năm. Các chuyên gia y tế có thể kéo dài tuổi thọ của vật liệu cấy ghép bằng cách sử dụng một số loại lớp phủ, ví dụ lớp phủ polyme, để giảm ma sát trên khớp và giảm xuống tối thiểu độ mài mòn. Nhưng tìm được polyme thích hợp cho nhiệm vụ này không phải là điều dễ dàng vì nó phải có khả năng chống lại sự hấp phụ của protein và sự bám dính của các tế bào có thể gây viêm nhiễm.

Những lớp phủ polyme có tính bôi trơn thường đẩy lẫn nhau và hút nước, cho phép nước chảy qua giữa hai bề mặt được bọc phủ. Việc đó sẽ ngăn ngừa các bề mặt tiếp xúc với nhau nên giảm xuống tối thiểu tác động ma sát. Nhưng phần lớn các lớp phủ polyme với khả năng giảm ma sát tốt thì lại không có hiệu quả tốt chống hấp phụ protein. Một số nghiên cứu trước đây cho thấy, những polyme có tính bôi trơn mà chịu được tác động bám bẩn lại không có khả năng bám chặt lên các bề mặt, khiến cho chúng ít có khả năng duy trì bền vững trong các điều kiện ứng dụng thực tế bên trong cơ thể.

Nay các nhà khoa học tại Đại học Tổng hợp California (Mỹ) và Đại học Tổng hợp Pohang (Hàn Quốc) đã hợp tác tìm ra một loại lớp phủ polyme có khả năng bám chặt lên các bề mặt khác nhau đồng thời thể hiện tính chất bôi trơn cũng như chống bám bẩn rất tốt.

Nhóm nghiên cứu đã lấy cảm hứng từ trai biển - loại động vật này được biết là thường nhả ra các sợi byssus rất mượt nhưng rất cứng và có thể kéo giãn, giúp chúng bám chặt lên các tảng đá bất chấp lực va đập liên tục của sóng biển. Những sợi byssus như vậy có chứa nhiều chuỗi catechin, chúng tạo thành liên kết hydro mạnh với bề mặt. Mô phỏng theo cấu trúc đó, các nhà nghiên cứu nói trên đã tạo ra đồng trùng hợp bao gồm những đoạn polyetylen glycol có tác dụng bôi trơn và chống bám bẩn, gắn với các đầu catechin. Khi bám lên các bề mặt như kim loại, chất dẻo, thủy tinh, sứ, phần giữa của các đoạn polyme tạo thành những vòng khép kín giữa các nhóm catechin.

Trong các thử nghiệm về độ mài mòn, các nhà nghiên cứu đã phát hiện thấy rằng ở môi trường pH trung tính những bề mặt được bọc phủ các vòng polyme như trên đã giảm ma sát tối thiểu một bậc so với polyme có thành phần tương tự nhưng có các nhóm amin neo yếu hơn. Họ cũng xác định thấy rằng vật liệu thủy tinh được bọc phủ các vòng polyme như vậy sẽ ngăn không cho tế bào chuột bám lên, lan rộng và sinh sôi nảy nở.

Các nhà khoa học đang tiến hành các thử nghiệm về tính tương thích sinh học và hiệu quả trong điều kiện thực tế để đảm bảo polyme mới có thể được áp dụng trong y sinh học.

HS

Theo Chemical & Engineering News, 1/2016

Sponsor links (Provided by VIEPortal.net - The web cloud services for enterprises)
Thiết kế web, Thiết kế website, Thiết kế website công ty, Dịch vụ thiết kế website, Dịch vụ thiết kế web tối ưu, Giải pháp portal cổng thông tin, Xây dựng website doanh nghiệp, Dịch vụ web bán hàng trực tuyến, Giải pháp thương mại điện tử, Phần mềm dịch vụ web, Phần mềm quản trị tác nghiệp nội bộ công ty,