Onderzoekers van de Chalmers University of Technology, Zweden, hebben een nieuwe gemaakt, rubberachtig materiaal met een unieke reeks eigenschappen die bij medische procedures als vervanging voor menselijk weefsel kunnen dienen. Het materiaal heeft de potentie om een ​​groot verschil te maken in het leven van veel mensen. Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in het hoog aangeschreven wetenschappelijke tijdschrift ACS Nano .

Bij de ontwikkeling van medische technologieproducten, er is een grote vraag naar nieuwe naturalistische materialen die geschikt zijn voor integratie met het lichaam. Het introduceren van materialen in het lichaam brengt veel risico's met zich mee, zoals ernstige infecties, onder andere. Veel van de stoffen die tegenwoordig worden gebruikt, zoals Botox, zijn erg giftig. Er is behoefte aan nieuwe, meer aanpasbare materialen.

In de nieuwe studie de onderzoekers van Chalmers ontwikkelden een materiaal dat uitsluitend bestaat uit componenten waarvan al is aangetoond dat ze goed werken in het lichaam.

De basis van het materiaal is hetzelfde als plexiglas, een materiaal dat in veel medische technologische toepassingen wordt gebruikt. Door zijn make-up opnieuw te ontwerpen, en via een proces genaamd nanostructurering, de onderzoekers gaven het materiaal een unieke combinatie van eigenschappen. Hun oorspronkelijke bedoeling was om een ​​harde, botachtig materiaal, maar ze hadden onverwachte resultaten.

"We waren echt verrast dat het materiaal erg zacht bleek te zijn, flexibel en extreem elastisch. Het zou niet werken als botvervangend materiaal, we stelden vast. Maar de nieuwe en onverwachte eigenschappen maakten onze ontdekking net zo spannend, " zegt Anand Kumar Rajasekharan, doctoraat in Materials Science en een van de onderzoekers achter de studie.

De resultaten toonden aan dat het nieuwe rubberachtige materiaal geschikt kan zijn voor veel toepassingen die een ongebruikelijke combinatie van eigenschappen vereisen:hoge elasticiteit, gemakkelijke verwerkbaarheid, en geschiktheid voor medisch gebruik.

"De eerste toepassing waar we nu naar kijken, zijn urinekatheters. Het materiaal kan zo worden geconstrueerd dat er geen bacteriën aan de oppervlakte kunnen groeien, wat betekent dat het zeer geschikt is voor medisch gebruik, " zegt Martin Andersson, onderzoeksleider voor de studie en hoogleraar scheikunde aan Chalmers.

Door de structuur van het nieuwe nanorubbermateriaal kan het oppervlak worden behandeld zodat het antibacterieel wordt, op een natuurlijke, niet-giftige manier. Dit wordt bereikt door antimicrobiële peptiden - kleine eiwitten die deel uitmaken van het aangeboren immuunsysteem - op het oppervlak te plakken. Dit kan de behoefte aan antibiotica verminderen, een belangrijke bijdrage aan de strijd tegen de groeiende antibioticaresistentie.

Omdat het nieuwe materiaal via kijkoperaties kan worden geïnjecteerd en ingebracht, het kan ook helpen de noodzaak van drastische operaties en operaties om delen van het lichaam weer op te bouwen te verminderen. Het materiaal kan via een standaardcanule worden geïnjecteerd als een viskeuze vloeistof, zodat het zijn eigen elastische structuren in het lichaam vormt. Of het materiaal kan desgewenst ook 3D worden geprint in specifieke structuren.

"Er zijn veel ziekten waarbij het kraakbeen afbreekt en wrijving ontstaat tussen botten, veroorzaakt veel pijn voor de getroffen persoon. Dit materiaal zou in die gevallen mogelijk als vervanging kunnen dienen, ’ vervolgt Martin Andersson.

Een ander voordeel van het materiaal is dat het driedimensionaal geordende nanoporiën bevat. Dit betekent dat het kan worden geladen met medicijnen voor verschillende therapeutische doeleinden, zoals het verbeteren van genezing en het verminderen van ontstekingen. Dit zorgt voor lokale behandeling, vermijden, bijvoorbeeld, het hele lichaam met medicijnen moeten behandelen, iets dat zou kunnen helpen bij het verminderen van problemen die verband houden met bijwerkingen. Omdat het niet giftig is, het werkt ook goed als vulmiddel - de onderzoekers zien plastische chirurgie dan ook als een ander zeer interessant potentieel toepassingsgebied voor het nieuwe materiaal.

"Ik werk nu fulltime bij ons nieuw opgerichte bedrijf, Amferia, om het onderzoek naar de industrie te krijgen. Ik ben blij te zien dat er echt veel belangstelling is voor ons materiaal. Het is veelbelovend in termen van het bereiken van ons doel, die een echt maatschappelijk voordeel moet opleveren, ’ besluit Anand.