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水凝膠人造軟骨 讓人工膝關節更持久

2022年08月16日   維加斯新聞報

      (綜合報導)由於軟骨容易磨損,使得膝蓋疼痛並不易康復,目前全金屬的人工關節其實減震效果並不好,患者很不舒服,尤其是年長者。現在,美國杜克大學(Duke University)的研究人員開發了一種新的水凝膠,它的材質兼具柔軟與強韌,是相當好的軟骨替代品,可以製造更持久的人工膝關節。
  新阿特拉斯(NewAtlas)關節疼痛是一種常見的衰老疾病,這是因為軟骨容易磨損卻又不易再生,許多老人家常有膝蓋疼痛之苦。此外,受傷造成的膝蓋疼痛也很常見,著名的電玩台詞「我本來也志在遠方,直到我膝蓋中了一箭」其實不算戲言。目前的治療通常僅限於止痛藥、物理治療,如果膝蓋受損過於嚴重,則進行全膝關節重建。
  杜克大學團隊則希望以強化膝蓋軟骨的方式來治療,他們發明一種強韌型水凝膠,由纖維素組成,具有拉伸的強度,再加入聚乙烯醇,幫助其恢復原狀。該團隊還調整了其製造方法,與大多數水凝膠是冷卻而凝固的特性不同,它更像玻璃一樣,利用聚合物網絡中引發更多的晶體形成足夠的強度。
最終的水凝膠成品,具有51百萬帕 (MPa) 的拉伸強度,和98百萬帕(MPa)的壓縮強度。研究小組說,這樣的性能比天然軟骨好,拉伸強度高出26%,壓縮強度提升66%。
  該團隊以機器比對人造軟骨與天然軟骨的摩擦耐受性,經過一百萬次的模擬行走,再次證明人造軟骨的耐磨性是天然軟骨的3倍。
  該團隊表示,目前正在綿羊身上測試,頗為成功。預計最早將於明年4月進入人體臨床試驗。

水凝膠人造軟骨 讓人工膝關節更持久
杜克大學所發明的新一代的人工關節,白色部分就是人工軟骨,它與鈦合金的基座結合。

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