Nye plastiske biomaterialer kan føre til hårdere, mere alsidige medicinske implantater

Et nyt termoplastisk biomateriale, som er sej og stærk, men også nem at bearbejde og forme, er udviklet af forskere ved University of Birmingham.

En type nylon, materialets formhukommelsesegenskaber gør det muligt at strække og støbe, men i stand til at omdannes til sin oprindelige form, når det opvarmes. Dette gør det nyttigt til medicinsk udstyr såsom knogleudskiftninger, hvor minimalt invasive kirurgiske teknikker kræver yderligere fleksibilitet i implantatmaterialer.

Materialet er udviklet på universitetets kemiskole, af et team, der undersøger måder at bruge stereokemi - en dobbeltbinding i rygraden af ​​polymerkæden - til at manipulere egenskaberne af polyestere og polyamider (nyloner). Undersøgelsen er publiceret i Naturkommunikation .

Biokompatible polymerer er meget udbredt i medicin, fra vævsteknologi til medicinsk udstyr som stents og suturer. Selvom der er gjort store fremskridt inden for resorberbare eller nedbrydelige materialer, som nedbrydes af kroppen over tid, der er stadig kun en håndfuld ikke-resorberbare polymerer, der kan bruges til længerevarende anvendelser.

Eksisterende ikke-resorberbare biomaterialer, som nylon, i øjeblikket kommercielt tilgængelige lider af en række begrænsninger. Metal implantater, for eksempel, kan bære dårligt, fører til, at partikelfragmenter brækker af, mens kompositmaterialer kan være svære at bearbejde eller ekstremt dyre.

Det nye materiale kan fremstilles ved hjælp af standard kemiteknikker og tilbyder en stabil, langtidsholdbar mulighed, med mekaniske egenskaber, der kan tunes til forskellige slutprodukter.

Seniorforsker, Professor Andrew Dove, siger:"Dette materiale tilbyder nogle virkelig markante fordele i forhold til eksisterende produkter, der bruges til at fremstille medicinsk udstyr såsom knogle- og ledudskiftninger. Vi tror, ​​det kunne tilbyde en omkostningseffektiv, alsidigt og robust alternativ på markedet for medicinsk udstyr."

En yderligere fordel ved materialet er dets amorfe struktur. Josh Worch, den postdoc-forsker, der ledede arbejdet, forklarer hvorfor:"For mange plastik, inklusive nylon, sejheden er ofte afhængig af deres semi-krystallinske struktur, men det gør dem også sværere at forme og forme. Imidlertid, vores nye plastik er så hårdt som nylon, men uden at være krystallinsk, så det er meget nemmere at manipulere. Vi mener, at dette kun er muligt på grund af den måde, vi har brugt stereokemi til at styre vores design på."

Forskerholdet var i stand til at designe og producere plasten, som nu er omfattet af et patent, og test det på rotter for at bevise dets biokompatibilitet. Holdet planlægger nu at udforske yderligere måder at finjustere materialet og dets egenskaber på, før de søger en kommerciel partner.