غضروف‌های مصنوعی با عمری طولانی‌تر

بدون غضروف،‌ مفصل از بین می‌رود

هر قدمی که برمی‌دارید باعث می‌شود استخوان‌های مفاصل زانو و لگن شما روی هم حرکت کنند. اگر بین استخوان‌هایی که حرکت می‌کنند لایه محافظی وجود نداشته باشد انتهای آنها به سرعت از بین می‌رود. این لایه محافظ همان غضروف‌ است. به همین علت، مفاصل مصنوعی نیز باید با یک لایه مشابه غضروف‌ پوشیده شوند. هرچند رسیدن به خصوصیات صیقلی غضروف‌ در فشارهای پایین ممکن است، ولی فشار بالایی که مفاصل واقعی متحمل می‌شوند به مقدار زیادی اصطکاک را افزایش می‌دهد. افزایش اصطکاک هم به نوبه خود موجب افزایش میزان خوردگی مفصل شده و آن را از بین می‌برد.

غضروف‌ مصنوعی در جدال با اصطکاک

هم‌اکنون جاکوب کلین و همکارانش یک راه جدید پیدا کرده‌اند که با استفاده از برس‌های مولکولی که در هنگام اصطکاک در مقابل هم حرکت می‌کنند غضروفی را شبیه‌سازی کنند که قادر است فشارهای بالا را نیز تحمل کند. برس‌ها از رشته‌هایی ساخته شده‌اند که فقط 60 نانومتر طول دارند که از یک ستون پلیمری و چند گروه مولکولی که از آن خارج شده‌اند تشکیل شده است. این گروه‌های مولکولی در یک سر خود بار مثبت و در سر دیگر بار منفی دارند. در محیط آبی هر یک از این گروه‌های مولکولی 25 مولکول آب را در اطراف خود جمع می‌کنند و رشته مربوطه را در یک غلاف آبی یکدست می‌پوشانند. این غلاف باعث می‌شود که برس‌ها وقتی در کنار هم حرکت می‌کنند نرم و لغزنده باشند، حتی در فشارهایی بالاتر از آنچه که مفصل واقعی تجربه می‌کند. غضروف‌ فشارهایی تا 5‌‌‌مگاپاسکال را تحمل می‌کند و معمولا در مفاصل طبیعی فشار از این حد بالاتر نمی‌رود. غضروف‌هایی که توسط کلین طراحی شده‌اند قادرند فشارهایی تا 5/7 مگاپاسکال را نیز تحمل کنند. کشف این ماده جدید گام رو به جلوی مهمی است. به نظر فرشید گویلاک، ارتوپد دانشگاه دوک در نورس کارولینا بسیار جالب است که برس‌های پلیمری مصنوعی می‌توانند اصطکاک را تا این حد کاهش دهند. در حال حاضر محققان منتظر آن هستند تا ببینند آیا این مفاصل مصنوعی در عمل هم آن طور که انتظار می‌رود موفق خواهند بود یا نه.

منبع:2009 New Scientist/ April