Lipid-baserede grænsesmurte hydrogeler viste sig at være glattere end dem, der er baseret på vand

Et team af forskere ved Weizmann Institute of Science i Israel har udviklet en lipidbaseret grænsesmurt hydrogel, der er glattere end vandbaserede hydrogeler. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen beskriver deres inspiration til den nye slags hydrogel, og hvor godt den fungerede, da den blev testet. Tannin Schmidt fra University of Connecticut Health Center's School of Dental Medicine har udgivet et Perspective-stykke i samme tidsskriftsudgave, der skitserer holdets arbejde med denne nye indsats og foreslår mulige anvendelser for det.

Hydrogeler bruges i en lang række applikationer, herunder biomedicinske (herunder dental), tekniske og applikationsspecifikke sensorer (såsom et anoskop, bruges til anale undersøgelser). Et af deres hovedtræk er deres glathed, hvilket reducerer friktionen mellem dele - friktionsreduktion reducerer slitage. Og som Schmidt bemærker, de fleste hydrogeler gøres glatte af væsker, der er fanget i et basismateriale. I denne nye indsats, forskerne startede med viden om, at det smøremiddel, der produceres af dyr for at forhindre friktion mellem leddene (der findes i brusk), er lipidbaseret. Det giver de fleste mennesker mulighed for at leve i flere årtier uden fælles nedbrydning. Inspireret af naturens design, forskerne forsøgte at kopiere sådanne smøremidler og også at kopiere den mekanisme, der holder glatheden på plads. Hos dyr, smøremidlet skal konstant udskiftes, da det mister sin effektivitet.

Mekanismen designet af teamet i Israel involverede inkorporering af små mængder phosphatidylcholin lipider i en vandbaseret hydrogel, hvor lipiderne migrerer uden hjælp til den ydre overflade af hydrogelen - hvilket kun gør overfladen mere glat. Lipiderne fortsætter med at migrere til den ydre overflade, efterhånden som dem på overfladen er slidte eller tabt, giver således et langtidsholdbart smøremiddel.

Da forskerne testede deres lipidbaserede hydrogel mod vandbaserede hydrogeler, de fandt, at det var meget glattere med 100 procent. Det resulterede i mindre slid på biomedicinske applikationer, der krævede reduceret friktion. De fandt også ud af, at deres hydrogel ville bevare sine særlige egenskaber selv efter at være blevet tørret og rehydreret. Schmidt foreslår, at den nye hydrogel kan bruges i en lang række medicinske og biologiske anvendelser.

© 2020 Science X Network