Kevlar is een oersterk materiaal dat in kogelwerende vesten is verwerkt. Wat nou als dit materiaal wordt gebruik om synthetisch kraakbeen sterker te maken? Amerikaanse onderzoekers waagden het.
Herstellen van een operatie aan je knie, of een ander gewricht, gaat niet zonder slag of stoot. Dit is voor een groot deel te wijten aan het feit dat er nog geen goede kunstmatige vervanging is voor kraakbeen die net zoveel druk kan weerstaan als het echte ‘spul’. Als het aan wetenschappers ligt van de University of Michigan komt daar verandering in. Zij ontwikkelden een hydrogel die is gebaseerd op Kevlar en zich net als echt kraakbeen gedraagt.
‘Kevlartilage’
De Kevlartilage (van Kevlar en cartilage) bestaat uit een mix van Kevlar-nanovezels en polyvinylalcohol (PVA). Net als natuurlijk kraakbeen weerstaat dit synthetische kraakbeen schokken door water af te geven en kan het later weer herstellen door water te absorberen. De Kevlar-nanovezels bouwen het raamwerk van dit synthetische kraakbeen, terwijl de PVA water binnenin het netwerk vasthoudt.
Het onderzoeksteam maakte kraakbeenvarianten met tussen de 70 en 92 procent water. Zelfs de versies die voor 92 procent uit water bestonden, waren qua sterkte vergelijkbaar met natuurlijk kraakbeen. En de variant met 70 procent water bereikte de veerkracht van rubber.
De Kevlar-vezels en de PVA zijn niet schadelijk voor omliggende cellen. Daarom denken de onderzoekers dat dit kraakbeen een geschikt implantaat is in de dieper gelegen plekken van de knie. Hoofdonderzoeker Nicholas Kotov hoopt zelfs op een hybridevorm van het kraakbeen, wanneer de natuurlijke kraakbeencellen zich in het kunstmatige netwerk gaan nestelen.
Patenteren
Er lopen al veel andere onderzoeken naar synthetisch kraakbeen en sommige varianten worden as we speak al klinisch getest. Maar deze pogingen kunnen of konden, volgens de onderzoekers, in veel gevallen niet genoeg water vasthouden om voedingsstoffen naar cellen te transporteren, waardoor ze niet geschikt zijn voor implantaten.
De wetenschappers willen hun technologische idee gaan patenteren en zijn op zoek naar partners om het kunstmatige kraakbeen op de markt te brengen. Hun onderzoek staat beschreven in Advanced Materials.
Bronnen: Advanced Materials, University of Michigan, Engadget
Beeld: Joseph Xu, Michigan Engineering
Lees ook:
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!