Polimerin moleküler yapısından plastomerlerin yanardöner rengine geçiş (sağ altta) D.A. Ivanov ve S. S. Sheiko
Ya dokularımız çevrelerine uyum sağlayabilir ve bu ortamlara tepki olarak değişebilirse? Uluslararası bir araştırma ekibinin en son yenilikleriyle çözmeye çalıştığı soru tam da buydu. Bu biyomühendisler ekibi, dokuların bir bukalemun üzerinde nasıl çalıştığını kopyalayan, biyouyumlu sentetik bir 'deri' geliştirdi. Ve evet, buna bukalemunun imza renk değişikliği de dahildir.
Araştırmacılar, CRNS, Universite de Haute-Alsace ve ESRF, Avrupa Synchrotron'dan gelen, Amerika merkezli iki okuldan (Chapel Hill'deki Kuzey Carolina Üniversitesi ve Akron Üniversitesi) büyük katkılarla dünyayı kapsıyor.
Chapel Hill kimyacısı Sergei Sheiko, biyomateryalin üretilmesine yardım etti. Polimerin tüm biyomedikal cihazlara ve biyomühendislik çözümlerine yol açabileceğini ve ilham verebileceğini söyledi. Materyalin, vücudun yeni bir şeye karşı genellikle iltihaplı tepkisini azaltarak, genellikle tıbbi implantlarla ilişkili riskleri değiştirebileceğini söyledi.
“Vücudumuz, sürekli yedek parçalara ihtiyaç duyan yaşlanan bir araba olarak görülebilir. Sürekli yaşlanan popülasyon göz önüne alındığında, bu, biyomedikal cihazlar için daha iyi ve daha çeşitli malzemeler için acil bir ihtiyaç yaratıyor ”dedi. Seçkin Kimya Profesörü George A. Bush Jr. Sheiko. "Önemli taleplerden biri, bu malzemelerin canlı dokunun mekaniğini yakından taklit etmesidir."
Tıbbi implant geliştiricilerinin ve onları birinin vücuduna yerleştiren doktorların doğru malzemeleri seçmesi çok önemlidir. Yanlış polimer türlerini seçmek birçok soruna yol açabilir ve genellikle nekroz ve iltihaplanmaya yol açar. Bununla birlikte, araştırmacılar cilt, bağırsak duvarı ve kalp dahil olmak üzere vücuttaki bir dizi dokuda, gerildikçe yumuşak ancak sertleşebilir. Bu yeni polimer, bu davranışı yeniden üretebilir.
"Şimdiye kadar, mekanik ve optik performansı sinerjik olarak entegre etmek büyük bir malzeme tasarım sorunuydu çünkü esasen James Cameron’ın cildini taklit etmeye çalışıyoruz.Avatar: yumuşak dokunuş, deformasyon üzerinde sert ve çekicilik veya kamuflaj için renkli, "dedi Sheiko küresel gişe rekorları kıran Avatar.
Araştırmacılar, sentetik olarak çapraz bağlı elastomer kullanan bir triblok kopolimer ile bu etkiyi yaratmayı başardılar. Ekip, polimerin yapısal modelini dikkatlice ayarlayarak, malzemenin herhangi bir biyolojik doku ile (çalışma için domuz derisi) aynı gerinim eğrisini izleyebileceğini keşfetti. Biyouyumluluğundan dolayı katkı maddesi veya solvent gerektirmez; biyolojik sıvılar olduğu sürece stabil kalır.
Ama polimerin en havalı unsurlarından biri? Deney süreci sırasında araştırmacılar, deformasyon üzerine renginin değiştiğini fark ettiler. Çalışmaya göre, bu renk değişimi herhangi bir biyokimyasal tepkiden çok fiziksel bir fenomendir ve polimer yapının kendisinden gelen ışık saçılımından kaynaklanmaktadır. Bu ışık paraziti, bir bukalemunun derisini değiştiren mekanizmalara benzer.
Sheiko, keşfin kendisinin gelecekte daha kişiselleştirilmiş protezlere ve implantlara yol açabileceğini söyledi - bu, birine cilt rengini değiştirme yeteneği vermeyecek olsa bile.
Sheiko, "Makalemizde bildirilen mimari tasarım yaklaşımı, malzemeleri beyin dokusu kadar yumuşak ve deri kadar sert hale getirmek için kapıyı açacak - rekonstrüktif cerrahi ve ilaç iletimi için implant olarak doğrudan kullanım için ideal" dedi.