Der Wechsel von der Molekülstruktur des Polymers zur schillernden Farbe der Plastomere unten rechts DA Ivanov und SS Sheiko
Was wäre, wenn sich unsere Gewebe an ihre Umgebung anpassen und sich als Reaktion auf diese Umgebungen verändern könnten? Genau diese Frage wollte ein internationales Forscherteam mit seiner neuesten Innovation lösen. Dieses Team von Bioingenieuren entwickelte eine biokompatible synthetische „Haut“, die sich repliziertwie Gewebe auf einem Chamäleon funktionieren. Und ja, dies schließt die charakteristische Farbänderung des Chamäleons ein.
Die Forscher aus der ganzen Welt kommen von CRNS, der Universite de Haute-Alsace und ESRF, dem Europäischen Synchrotron, mit wichtigen Beiträgen von zwei in den USA ansässigen Schulen - der University of North Carolina in Chapel Hill und der University of Akron..
Der Chemiker von Chapel Hill, Sergei Sheiko, half bei der Herstellung des Biomaterials. Er sagte, das Polymer könne zu einer ganzen Generation von biomedizinischen Geräten und biotechnologisch hergestellten Lösungen führen und diese inspirierenAntwort auf etwas Neues.
„Unsere Karosserie kann als alterndes Auto angesehen werden, das ständig Ersatzteile benötigt. Angesichts der stetig alternden Bevölkerung besteht ein dringender Bedarf an besseren und vielfältigeren Materialien für biomedizinische Geräte“, sagte Sheiko, George A. Bush Jr.Ausgezeichneter Professor für Chemie. „Eine wichtige Anforderung ist, dass diese Materialien die Mechanik des lebenden Gewebes genau nachahmen.“
Es ist wichtig, dass Entwickler von medizinischen Implantaten und diejenigen Ärzte, die sie in den Körper einer Person einsetzen, die richtigen Materialien auswählen. Die Auswahl der falschen Polymertypen kann zu einer Vielzahl von Problemen führen und führt häufig zu Nekrose und Entzündung. Die Forscher stellten jedoch festdass in einer Reihe von Geweben im ganzen Körper - einschließlich der Haut, der Darmwand und des Herzens - alle weich und dennoch steif sein können, wenn sie gedehnt werden. Dieses neue Polymer kann dieses Verhalten reproduzieren.
„Bisher war die synergistische Integration der mechanischen und optischen Leistung eine große Herausforderung beim Materialdesign, da wir im Wesentlichen versuchen, die Haut von James Cameron nachzuahmen. Avatar : weich im Griff, steif bei Verformung und farbig für Anziehungskraft oder Tarnung “, sagte Sheiko und bezog sich auf den globalen Blockbuster. Avatar.
Den Forschern gelang es, diesen Effekt mit einem Triblockcopolymer zu erzielen, das synthetisch vernetztes Elastomer verwendet. Durch sorgfältige Anpassung des Strukturmusters des Polymers stellte das Team fest, dass das Material der gleichen Dehnungskurve folgen kann wie jedes biologische Gewebe das für die Studie verwendet wurdewar Schweinehaut. Aufgrund seiner Biokompatibilität benötigt es keine Zusätze oder Lösungsmittel; es bleibt stabil, solange es biologische Flüssigkeiten gibt.
Aber eines der coolsten Elemente des Polymers? Während des Experimentierprozesses stellten die Forscher fest, dass sich seine Farbe bei Verformung änderte. Laut der Studie ist diese Farbänderung eher ein physikalisches Phänomen als eine biochemische Reaktion und wird durch Licht verursachtStreuung von der Polymerstruktur selbst. Diese Lichtinterferenz ähnelt den Mechanismen, die die Haut eines Chamäleons verändern.
Sheiko sagte, dass die Entdeckung selbst in Zukunft zu individuelleren Prothesen und Implantaten führen könnte - auch wenn dies nicht unbedingt jemandem die Möglichkeit gibt, seine Hautfarbe zu ändern.
„Der in unserem Artikel beschriebene Design-by-Architecture-Ansatz öffnet die Tür, um Materialien weich wie Gehirngewebe und steif wie Haut zu machen - ideal für die direkte Verwendung als Implantate für rekonstruktive Operationen und die Arzneimittelabgabe“, sagte Sheiko.
Via : UNC Chapel Hill , Phys.org