Nieuwe Vormverschuivende Materialen Laten Biomedische Implantaten Beter Presteren

{h1}

Vormverschuivende materialen die in de loop van de tijd kunnen worden geprogrammeerd om te morphen, kunnen leiden tot medische implantaten die zich met gecontroleerde snelheden in het lichaam ontvouwen, zo blijkt uit een nieuwe studie.

Vormverschuivende materialen die in de loop van de tijd kunnen worden geprogrammeerd om te morphen, kunnen leiden tot medische implantaten die zich met gecontroleerde snelheden in het lichaam ontvouwen, zo blijkt uit een nieuwe studie.

Shape-shifting-mogelijkheden kunnen een breed scala aan nieuwe toepassingen mogelijk maken en bestaande uitbreiden, aldus de onderzoekers. "Levende organismen doen het de hele tijd", zei senior-onderzoeker Sergei Sheiko, een materiaalwetenschapper aan de Universiteit van North Carolina in Chapel Hill. "Vogels veranderen de vorm van de vleugels om het opstijgen en landen mogelijk te maken."

Wetenschappers hebben in de loop van de jaren veel verschillende vormverschuivende materialen ontwikkeld, maar deze vereisten meestal een externe trigger om de structuren van vorm te laten veranderen - bijvoorbeeld de introductie van licht, warmte, elektriciteit of zuurgraad. In tegenstelling hiermee zijn er veel situaties waarin onderzoekers zouden willen dat een item van vorm verandert zonder dat er aanwijzingen van buitenaf nodig zijn die een stabiele omgeving zouden kunnen verstoren. "Het menselijk lichaam doet bijvoorbeeld een enorme inspanning om de constante temperatuur en pH te handhaven," vertelde Sheiko aan WordsSideKick.com. [De 9 meest interessante transplantaties]

Sheiko en zijn collega's hebben nu materialen ontwikkeld die van vorm veranderen, niet vanwege een trigger van buitenaf, maar vanwege het verstrijken van de tijd. "Dit is vergelijkbaar met een koffiezetapparaat of een wasmachine - je kiest de timer en laat hem draaien", zei hij.

Deze materialen bezitten twee netwerken van chemische bindingen, die als tegenkrachten dienen. Het ene netwerk is elastisch en houdt de energie vast die het vormverschuivingsproces aandrijft, terwijl het andere netwerk kan stromen, zodat wordt gecontroleerd hoe snel een materiaal de uiteindelijke vorm bereikt. Door de concentraties van deze bindingen te variëren, kunnen de onderzoekers de snelheid programmeren waarbij vormverschuivingen plaatsvinden, die van seconden tot uren duren.

In experimenten waren de wetenschappers in staat om een ​​kunstmatige bloeiende bloem te creëren met bloembladen die geleidelijk een voor een werden geopend. "De algemene motivatie achter dit werk was om synthetische materialen te voorzien van functies en eigenschappen van levende weefsels," zei Sheiko.

Temperatuur kan deze klokken versnellen of vertragen. Dit is "een extra mogelijkheid om het proces te sturen", zei Sheiko. "Dit kan handig zijn voor bepaalde toepassingen."

Vormverschuivende materialen die in de loop van de tijd van vorm kunnen veranderen, zouden de ontwikkeling kunnen stimuleren van "biomedische implantaten die kunnen worden geprogrammeerd om [hun] vorm te veranderen na inbrenging in het lichaam", zei Sheiko. Hoewel de oorspronkelijke vorm de voorkeur kan geven aan niet-invasieve of minimaal invasieve chirurgie, kan de uiteindelijke vorm worden uitgebreid tot de uiteindelijke gewenste vorm van het implantaat, zei hij.

Toekomstig onderzoek zou kunnen onderzoeken hoe een vertraging kan worden gecodeerd voorafgaand aan vormverschuiving, zei Sheiko. "Het programmeren van een reeks van meerdere vormen is een andere uitdaging," voegde hij eraan toe.

De wetenschappers hebben hun bevindingen vandaag online (27 september) in het tijdschrift Nature Communications gedetailleerd beschreven.

Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com