Новый саморегенерирующийся материал может помочь в разработке имплантов нового типа

Некоторые природные организмы, такие как, например, коралловые рифы, обладают невероятной способностью адаптироваться к различным нагрузкам, используя близлежащие минералы для структурного укрепления по мере необходимости. Ученым из Университета Джона Хопкинса удалось воспроизвести процесс адаптивной минерализации в лаборатории, создав новый тип материала, который меняет свою жёсткость по мере приложения силы.

Исследователи из университета Джона Хопкинса поставили перед собой задачу разработать материал, который мог бы таким же образом реагировать на дополнительный стресс. Сначала они ставили эксперименты на полимерных плёнках, способных преобразовывать механические силы в электрические заряды, пропорциональные выдерживаемому ими напряжению.

Плёнки помещались в жидкость, имитирующую плазму крови. Идея состояла в том, что различные электрические заряды могли действовать в качестве сигналов, точно так же, как и те, что использовались костями для вызова «подкрепления», способствующего образованию минералов на поверхности.

Луч, предназначенный для повышения уровня напряжения по всей поверхности материала, размещался на одном конце. В результате части материала, подвергающиеся большим нагрузкам, накапливали на поверхности больше минералов, при этом толщина минерала была пропорциональна приложенному напряжению.

Специалисты уверены, что полученные ими результаты могут проложить путь к созданию нового класса материалов, способных самостоятельно восстанавливать поврежденные участки. Учёные надеются, что вскоре при помощи их исследований появится возможность создавать костные имплантаты, способные самостоятельно укрепляться, при этом их стоимость и скорость производства удастся со временем свести до минимума.