Примеры изменений в структуре искусственной кости в зависимости от концентрации коллагена и карбонатов (фотографии Susan Liao et al./Bioinspiration & Biomimetics).
Кости человека состоят в основном из нанокристаллов гидроксиапатита (65%) и коллагена (25%) (а ещё там есть пружинки). В дентине эта пропорция чуть иная — 70% и 20%.
Учёные решили изготовить искусственную кость из минерализованного коллагена, биологически совместимого материала, который может стать прекрасной основой для имплантатов и протезов. При этом они разработали метод выработки нанокомпозитов с различными концентрациями коллагена и входящих в состав кости карбонатов (этот материал они обозначили формулой nCHAC).
Исследователей особенно интересовал вопрос, что будет при изменении пропорций ингредиентов. Оказалось, что манипулируя исходными растворами и, соответственно, концентрациями карбонатов и коллагена, можно создавать нанокомпозиты различные по морфологии. В частности, с разными по размеру и форме кристаллами nCHAC. Они формировали иглы, постепенно укорачивающиеся и составляющие сферические частицы. Это было похоже на формирование настоящей кости, говорят авторы опытов.
А из-за разной структуры менялись и механические свойства кости. Таким образом, новый метод может помочь в создании искусственных биоматериалов, предназначенных для разнообразных условий работы в организме и для протезирования различных костей, полагают исследователи.
Пока ещё строение полученной кости не совсем идентично натуральной, но в дельнейшем Ляо намерена воспроизвести при помощи своего метода такие же нановолокна, что наблюдаются в настоящих костях.
Подробнее вы можете узнать из статьи авторов этого исследования журнале Bioinspiration & Biomimetics.
