درد زانو یکی از شایعترین مشکلات فیزیکی بدن است که عدهی بسیار زیادی با آن دست و پنجه نرم میکنند. علت این درد، ساییدگی و فرسایش غضروف زانو است که به زبان پزشکی از آن با عنوان استئوآرتریت یا آرتروز یاد میشود. افراد برای رهایی از درد اقدام به تزریق استروئید، استفاده از مسکنها، فیزیوتراپی یا تعویض مفصل زانو میکنند.
اما با ابتکاری جدید ممکن است برای درمان درد زانو نیاز به هیچ کدام از روشهای بالا نباشد. پژوهشگران دانشگاه Duke برای اولین بار موفق به ساخت مادهای ژل مانند شدهاند که میتواند جایگزینی عالی برای غضروف طبیعی باشد. این مادهی آبژل ترکیبی از آب و مواد مخصوصی است که در برابر سایش و خرابی سه برابر بیشتر از غضروف طبیعی مقاومت دارند.
محققان این پژوهش برای ساخت مادهای که با آب ترکیب میشود، ورقههایی بسیار نازک از الیاف سلولز را با پلیمری به نام پلی وینیل الکل ترکیب و ژل ویژهای را ساختند. ماده جدید ساخته شده بافتی چسبانک شبیه بافت لثه داشته و و زنجیرههایی ریسمان مانند از مولکولهای تکرار شونده در آن به کار رفته است.
سلولز عملکرد فیبرهای کلاژن موجود در غضروف طبیعی را تقلید کرده و در زمان کشیده شدن ژل قدرت لازم را به آن میدهد. از سوی دیگر پلی وینیل الکل به ژل کمک میکند شکل اصلی خود را دوباره به دست آورد. با وجود این ویژگیها، مادهای ژل مانند ایجاد شد که اگر چه 60 درصد آن آب است اما قدرت فوقالعاده بالایی دارد.
آزمایشها نشان داد که این ماده از غضروف طبیعی هم قویتر است. مقاومت غضروف طبیعی قادر به مقاومت در برابر کشیدگی تا 2631 کیلوگرم ودر برابر له شدگی 3586 کیلوگرم است. اما غضروف مصنوعی ساخته شده در زمینه مقاومت در برابر کشیدگی 26 درصد قویتر و در زمینه له شدگی 66 درصد قویتر از غضروف طبیعی است. این آبژل از لحاظ قدرت مقاومت همتایی ندارد.
تیم پژوهشگر پروژه این آبژل را در سال 2020 ساخته بود اما استفاده از آن به عنوان غضروف مصنوعی امسال کلید خورد. با توجه به قدرت فوقالعاده این غضروف مصنوعی، پژوهشگران برای قرار دادن آن روی مفصل با چالشهایی مواجه شدند. برای حل مشکل پیشآمده این آبژل را روی یک صفحهی تیتانیومی قرار داده و سپس صفحهی مذکور را روی غضروف آسیب دیده قرار داده و با این کار موفق به نگه داشتن غضروف در مفصل شدند.
