Операции на коленных суставах обычно сложны и проблематичны. Но теперь при помощи 3D-печати и уникальных свойств инновационного материала хирурги смогут точно подгонять параметры суставов для каждого отдельного случая. Внимание ученых было сосредоточено на двух ключевых амортизаторах внутри колена, менисках, амортизирующий каждый наш шаг. Если они повреждаются, ходьба становится болезненной, а также увеличивается риск развития остеоартроза. Существующие имплантаты не такие сильные или эластичные, как настоящие мениски, а также они не содействуют регенерации суставов и близлежащих тканей вокруг колена.
Замена этих частей нашего тела требует как правильных свойств материала, так и идеально правильной формы. Это вызов приняли специалисты из Университета Дьюка, продемонстрировав, что подходящий мениск может быть отпечатан на 3D-принтере из гидрогеля всего за один день и при этом обойтись всего лишь в 300 долларов США.
Отдельная сложность заключалась в том, что настоящий мениск состоит из двух слоев — жесткой середины и мягкого внешнего слоя, что усложняет попытки воссоздания чего-то похожего. Пытаясь обойти это, ученые объединили сильный и эластичный гидрогель вместе, чтобы получить материал как можно ближе по свойствам к природному хрящу. Они также добавили туда наночастиц из глины, чтобы сделать вещество жидким при нагрузке, но быстро затвердевающим по необходимости – и на выходе получили, по их словам, «паутину длинных цепочечных молекул с зажатыми между ними молекулами воды».
Разработчики считают, что использование таких гидрогелей в качестве заменителей хряща – лучшая альтернатива для тысяч пациентов, нуждающихся в операции на колене.
