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El cartílago sintético puede ser lo suficientemente fuerte como para reemplazar una rodilla – Naturopathic Doctor News and Review

Node Smith, ND

La capa delgada y resbaladiza de cartílago entre los huesos de la rodilla es mágica: lo suficientemente fuerte como para soportar el peso de una persona, pero lo suficientemente suave y flexible como para amortiguar la articulación contra golpes durante décadas de uso repetido . Esta combinación de suave pero fuerte fue difícil de reproducir en el laboratorio. Pero ahora los investigadores de la Universidad de Duke dicen que han desarrollado un gel experimental que primero coincide con la resistencia y durabilidad del producto real.

El material puede parecer un primo lejano de Jell-O, lo que es, pero es increíblemente fuerte

El material puede parecerse a un primo lejano de Jell-O, lo que es, pero es increíblemente fuerte. Es 60% de agua, pero una sola rebanada de un cuarto de tamaño puede soportar el peso de una pesa rusa de 100 libras sin rasgar o perder su forma.

Los desarrolladores dicen que es el primer hidrogel, materiales hechos de polímeros que absorben agua, que es capaz de soportar tirones y cargas pesadas, así como el cartílago humano sin desgastarse con el tiempo.

Primer hidrogel que puede soportar tirones, cargas pesadas y cartílago humano sin desgastarse con el tiempo.

Dirigido por los científicos de química y materiales Duke Ben Wiley y Ken Gall, la investigación podría ayudar a las personas con Un día, los problemas de rodilla ofrecen un reemplazo para el cartílago dañado y una alternativa a las 600,000 cirugías de reemplazo de rodilla que se realizan cada año en los Estados Unidos.

Un tejido gomoso liso que cubre los extremos del cartílago y les permite deslizarse suavemente uno contra el otro. El cartílago ayuda a absorber una enorme cantidad de fuerza con cada paso, generalmente entre dos y tres veces su peso corporal.

Sin embargo, el cartílago ge también tiene una capacidad limitada para curarse y repararse a sí mismo. Una vez que se usa según la edad, el uso excesivo o el trauma, es difícil de tratar, dijo Gall, profesor de ingeniería y ciencia de materiales en Duke.

Los pacientes que desean evitar o posponer un reemplazo de rodilla que puede tomar solo 20 años pueden usar cartílago artificial

Para los pacientes que desean evitar o posponer un reemplazo de rodilla que puede tomar 20 años, el cartílago artificial puede ayudar. Los hidrogeles se han estudiado como un reemplazo de cartílago desde la década de 1970 y se han utilizado en lentes de contacto blandas y pañales desechables. Los investigadores se sienten atraídos por estos materiales porque son resbaladizos, absorben los golpes y no dañan las células vecinas. Hasta ahora, sin embargo, han demostrado ser demasiado débiles para usarse en el soporte de articulaciones como la rodilla.

El equipo de Duke se propuso cambiar esto. "Queríamos hacer el primer hidrogel que tuviera las propiedades mecánicas del cartílago", dijo Wiley, profesor de química en Duke.

El nuevo hidrogel consta de dos redes de polímeros entretejidos.

El nuevo hidrogel consta de dos redes de polímeros entretejidos: uno hecho de hilos elásticos tipo espagueti y el otro más rígido y en forma de canasta con cargas negativas a lo largo de su longitud. Estos están reforzados con un tercer componente, una red de fibras de celulosa.

Cuando el gel se estira, las fibras de celulosa resisten la tracción y ayudan a mantener el material unido. Y cuando se aprieta, las cargas negativas a lo largo de las cadenas rígidas de polímero se repelen entre sí y se adhieren al agua, lo que hace que vuelva a su forma original.

"Solo esta combinación de los tres componentes es flexible y rígida y, por lo tanto, fuerte", dijo el coautor Feichen Yang, que obtuvo un doctorado en química en el laboratorio de Wiley.

Cuando los investigadores compararon el material resultante con otros hidrogeles. en comparación, solo este fue tan fuerte como el cartílago bajo aplastamiento y estiramiento. [19659002] En un experimento, el equipo lo sometió a 100,000 ciclos de dibujo repetido, y el material se mantuvo tan bien como el titanio poroso utilizado para los implantes óseos ", que era nuestra expectativa original coautor William Koshut, estudiante de doctorado en el laboratorio de Gall.

También frotaron el nuevo material millones de veces contra el cartílago natural. Descubrieron que su superficie lisa, resbaladiza y autolubricante era tan resistente al desgaste como el original y cuatro veces es más resistente al desgaste que los implantes de cartílago sintético que actualmente están aprobados por la FDA para su uso en el dedo gordo del pie. [19659002] Mover el material del laboratorio a la clínica llevaría al menos tres años, dijo Wiley. Las pruebas iniciales de seguridad sugieren que el material no es tóxico para las células cultivadas en el laboratorio. El siguiente paso es diseñar un implante que pueda probar en ovejas.

Finalmente, la investigación podría ofrecer nuevas opciones para personas con dolor de rodilla.

Pero el equipo dice que la investigación podría ofrecer nuevas opciones para las personas con dolor de rodilla. y hacer que vuelvan a hacer las cosas que aman sin los largos tiempos de recuperación y la vida útil limitada asociada con las reparaciones de cartílago o la cirugía de reemplazo de rodilla.

Este trabajo fue apoyado por Sparta Biomedical, una beca Paul M. Gross, una beca Marcus Hobbes. y la instalación de instrumentación de materiales compartidos en Duke.

1. Feichen Yang, Jiacheng Zhao, William J. Koshut, John Watt, Jonathan C. Riboh, Ken Gall, Benjamin J. Wiley. Un compuesto de hidrogel sintético con el comportamiento mecánico y la durabilidad del cartílago. Materiales funcionales avanzados, 2020; 2003451 DOI: 10.1002 / adfm.202003451


Node Smith, ND, es un naturópata en Humboldt, Saskatchewan y coeditor y jefe de capacitación para NDNR. Su misión es fomentar las relaciones que apoyan el proceso de transformación y, en última instancia, conducen a personas, empresas y comunidades más saludables. Sus principales herramientas terapéuticas incluyen asesoramiento, homeopatía, nutrición y el uso de agua fría en combinación con ejercicio. Node ve la salud como un reflejo de las relaciones que una persona o compañía tiene consigo misma, con Dios y con sus semejantes. Para curar y curar enfermedades, estas relaciones deben ser consideradas especialmente. Node ha trabajado en estrecha colaboración con muchos grupos y organizaciones dentro de la profesión naturista y ha contribuido a la fundación de la asociación sin fines de lucro para la revitalización naturopática (ANR), que trabaja para promover y facilitar el desarrollo de la experiencia en el campo del vitalismo.

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