Σε μια συναρπαστική επιστημονική ανακάλυψη, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Άαλτο και το Πανεπιστήμιο του Μπαϊρόιτ ανέπτυξαν μια επαναστατική αυτο-θεραπευόμενη υδρογέλη που μιμείται τις ιδιότητες του ανθρώπινου δέρματος. Αυτό το καινοτόμο υλικό μπορεί να επουλώσει τις πληγές έως και 90% σε μόλις τέσσερις ώρες και να τις αποκαταστήσει πλήρως μέσα σε 24 ώρες, προσφέροντας νέες δυνατότητες για τη φροντίδα των πληγών, την αναγεννητική ιατρική και τις τεχνολογίες τεχνητού δέρματος.
Τα τζελ βρίσκονται συνήθως σε καθημερινά προϊόντα, από θεραπείες μαλλιών έως υφές τροφίμων, αλλά η αναπαραγωγή των πολύπλοκων ιδιοτήτων του ανθρώπινου δέρματος ήταν πάντα μια πρόκληση. Το δέρμα είναι εύκαμπτο, ανθεκτικό και έχει μια εξαιρετική ικανότητα να θεραπεύει. Μέχρι τώρα, οι επιστήμονες πάλευαν να αναπτύξουν ένα υλικό που θα μπορούσε να συνδυάσει τόσο την ευελιξία όσο και τις θεραπευτικές ιδιότητες που βρίσκονται στο ανθρώπινο δέρμα.
Προκειμένου να επιτευχθούν αυτά τα χαρακτηριστικά στην άκαμπτη υδρογέλη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν εξαιρετικά λεπτά “νανοφύλλα” από πηλό. Αυτά τα φύλλα δημιούργησαν ένα πυκνό δίκτυο πολυμερών που ενίσχυε τις υδρογέλες και σταμάτησε να είναι πολύ μαλακές. Αύξησαν επίσης την ικανότητα του τζελ να αυτοεπισκευάζεται.
Οι ερευνητές ανακάτεψαν μια σκόνη μονομερών με νερό που περιέχει νανοφύλλα. Το μίγμα στη συνέχεια τοποθετήθηκε κάτω από μια λάμπα UV. «Η υπεριώδης ακτινοβολία από τη λάμπα αναγκάζει τα μεμονωμένα μόρια να συνδέονται μεταξύ τους, έτσι ώστε τα πάντα να γίνονται ένα ελαστικό στερεό, ένα τζελ», εξηγεί ο Chen Liang, ένας από τους συγγραφείς.
Αυτή η εξαιρετική ανακάλυψη δημοσιεύτηκε σε μελέτη στις 7 Μαρτίου στο περιοδικό Nature Materials.
Το αυτοεπισκευαζόμενο τζελ προσφέρει ένα συναρπαστικό βήμα προς τα εμπρός σε διάφορους τομείς, όπως η επούλωση τραυμάτων, η χορήγηση φαρμάκων, η μαλακή ρομποτική και η προσθετική. Η ικανότητα του υλικού να θεραπεύεται γρήγορα και αποτελεσματικά το καθιστά πολλά υποσχόμενο υποψήφιο για προηγμένες ιατρικές θεραπείες, προσφέροντας ελπίδα για ταχύτερους χρόνους ανάρρωσης σε θύματα εγκαυμάτων, χειρουργημένους ασθενείς και σε άτομα με χρόνιες πληγές.
Η διαδικασία επούλωσης είναι εκπληκτικά γρήγορη. Η υδρογέλη αυτοθεραπεύεται κατά 80-90% μέσα στις πρώτες τέσσερις ώρες από την κοπή και αποκαθίσταται πλήρως μετά από είκοσι τέσσερις ώρες. Η υδρογέλη έχει περίπου 10.000 στρώματα νανοφύλλων σε ένα δείγμα πάχους ενός χιλιοστού, επιτρέποντάς της να επιτύχει ακαμψία παρόμοια με το ανθρώπινο δέρμα.
Υλικά εμπνευσμένα από τη φύση με πραγματικές δυνατότητες
«Αυτή η εργασία είναι ένα συναρπαστικό παράδειγμα του πώς τα βιολογικά υλικά μας εμπνέουν να αναζητήσουμε νέους συνδυασμούς ιδιοτήτων για συνθετικά υλικά. Φανταστείτε ρομπότ με στιβαρά, αυτοθεραπευόμενα δέρματα ή συνθετικούς ιστούς που επισκευάζονται αυτόνομα», λέει ο Olli Ikkala από το Πανεπιστήμιο του Aalto.
«Είναι το είδος της θεμελιώδους ανακάλυψης που θα μπορούσε να ανανεώσει τους κανόνες του υλικού σχεδιασμού».
Μετά από περαιτέρω ανάπτυξη και έρευνα για εμπορικούς σκοπούς, επωφελούνται από αυτή τη μελέτη αυτοθεραπευόμενοι συνθετικοί ιστοί, εύκαμπτα ρομπότ με προστατευτικά εξωτερικά στρώματα και ιατρικά υλικά που μπορούν αυτόνομα να επιδιορθώσουν τις βλάβες.
photo: pixabay
