Een team van onderzoekers van het Weizmann Institute of Science in Israël heeft een op lipiden gebaseerde, grensgesmeerde hydrogel ontwikkeld die gladder is dan hydrogels op waterbasis. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , de groep beschrijft hun inspiratie voor het nieuwe soort hydrogel en hoe goed het presteerde toen het werd getest. Tannin Schmidt van de University of Connecticut Health Center's School of Dental Medicine heeft een Perspective-stuk gepubliceerd in hetzelfde tijdschriftnummer waarin het werk van het team aan deze nieuwe inspanning wordt geschetst en mogelijke toepassingen ervoor worden voorgesteld.

Hydrogels worden gebruikt in een breed scala aan toepassingen, inclusief biomedische (inclusief tandheelkundige), technische en toepassingsspecifieke sensoren (zoals een anoscoop, gebruikt voor anale onderzoeken). Een van hun belangrijkste trekpleisters is hun gladheid, die wrijving tussen onderdelen vermindert - wrijvingsvermindering vermindert slijtage. En zoals Schmidt opmerkt, de meeste hydrogels worden glad gemaakt door vloeistoffen die vastzitten in een basismateriaal. In deze nieuwe poging de onderzoekers begonnen met de wetenschap dat het smeermiddel dat dieren produceren om wrijving tussen gewrichten te voorkomen (dat zich in kraakbeen bevindt) op lipiden is gebaseerd. Het stelt de meeste mensen in staat om meerdere decennia te leven zonder gewrichtsdegradatie. Geïnspireerd door het ontwerp van de natuur, de onderzoekers probeerden dergelijke smeermiddelen te repliceren en ook om het mechanisme te repliceren dat de gladheid op zijn plaats houdt. Bij dieren, het smeermiddel moet constant worden vervangen omdat het zijn effectiviteit verliest.

Het mechanisme dat door het team in Israël is ontworpen, omvatte het opnemen van kleine hoeveelheden fosfatidylcholine-lipiden in een hydrogel op waterbasis, waar de lipiden zonder hulp naar het buitenoppervlak van de hydrogel migreren, waardoor alleen het oppervlak gladder wordt. De lipiden blijven migreren naar het buitenoppervlak als die op het oppervlak versleten of verloren gaan, waardoor een langdurig smeermiddel wordt verkregen.

Toen de onderzoekers hun op lipiden gebaseerde hydrogel testten tegen hydrogels op waterbasis, ze vonden het met 100 procent veel gladder. Dat resulteerde in minder slijtage van biomedische toepassingen die minder wrijving vereisten. Ze ontdekten ook dat hun hydrogel zijn speciale eigenschappen zou behouden, zelfs nadat hij was gedroogd en opnieuw gehydrateerd. Schmidt suggereert dat de nieuwe hydrogel kan worden gebruikt in een breed scala aan medische en biologische toepassingen.

© 2020 Wetenschap X Netwerk