Хорошая новость для больных остеопорозом - порошок для искусственной кости изготавливается легко и быстро
- KIST производит порошок из биоматериала, адаптируемый к поражениям, с регулируемым размером и составом
[HERALD BUSINESS = корреспондент Ку Бон Хёк] Старение повреждает органы нашего тела или ухудшает их функции. Хотя средняя продолжительность жизни увеличилась благодаря развитию науки и медицинских технологий, болезни, вызванные старением - особенно заболевания опорно-двигательного аппарата - снижают физические способности и затрудняют движение, угрожая качеству жизни. В последнее время больше внимания уделяется увеличению продолжительности «здоровой жизни», чем простому продлению самой жизни, и в центре внимания находятся исследования искусственных материалов, которые могут заменить или укрепить тело для преодоления нарушений скелета.
«Мы разработали новую технологию, которая позволяет с помощью лазеры синтезировать апатит - порошка для искусственных костей с различными функциями - за десятки секунд" – сказал доктор Чон Хо Чжон из Корейского института науки и технологий (KIST). Существующая технология синтеза термогидратированного порошка для искусственной кости требует от 20 до 100 часов и более для получения порошка размером 200 нм. Однако, если использовать процесс лазерного гидротермального синтеза, разработанный исследователями, он может быть синтезирован примерно за 10 минут от 30 нм до 6 мкм (микрометров), то есть до 200-кратного размера, что позволяет легко получить порошок для функциональной искусственной кости, в которой кальций частично заменены ионами металлов, таких как магний и цинк.
Исследователи пояснили, что недавно разработанная технология позволяет внедрить функциональные ионы металлов, такие как магний, стронций и цинк, более легко по сравнению с существующим процессом термогидратации, поскольку процесс синтеза осуществляется при сверхвысоких температурах выше 1000 ℃ лазерными импульсами, которые продолжаются несколько наносекунд.
На основании этого исследователям удалось синтезировать не только гидроксиапатит, но и «витлокит» - который считается важным фактором регенерации среди компонентов кости - в микрометровом размере (то есть в 10 раз большем размере) за аналогичное время. Витлокит представляет собой вещество, обычно наблюдаемое в костях маленьких детей, и ожидается, что витлокит микрометрового размера заменит гидроксиапатит, который в основном используется в качестве искусственной кости.
Процесс синтеза апатита, размер которого можно регулировать с помощью лазерного гидротермального синтеза [Предоставлено KIST]
Исследователи провели эксперименты на клетках, чтобы определить, как искусственные костные материалы, изготовленные с помощью технологии лазерного гидротермального синтеза, влияют на настоящие клетки кости, и обнаружили, что они показывают вдвое большую адгезию клеток и способность к пролиферации клеток по сравнению с существующими порошками для искусственных костей, которые представлены в настоящее время на рынке.
«Материал, разработанный в этом исследовании, показывает лучшие характеристики, чем коммерческие материалы, потому что он обладает «биоразлагаемостью», которая позволяет синтезированному порошку плавиться естественным образом – несмотря на то, что для его изготовления используется процесс лазерного гидротермального синтеза при сверхвысоких температурах» - сказал доктор Чон.
Результаты исследования опубликованы в последнем номере «ACS Nano», международного научного журнала в области наноматериалов.
nbgkoo@heraldcorp.com
Comentarios