Sụn ​​tự nhiên đóng một vai trò quan trọng trong việc đệm khớp, nhưng không may là nó không tự phục hồi tốt sau khi bị tổn thương bởi tuổi tác hoặc chấn thương. Các lựa chọn điều trị hiện tại thường chỉ giới hạn ở việc dùng thuốc giảm đau, vật lý trị liệu hoặc nếu mọi thứ tiến triển quá xa, hãy tái tạo toàn bộ đầu gối. Nhưng nếu công việc mới của nhóm Duke được hoàn thiện, thì một lựa chọn tốt hơn có thể sớm có sẵn.

Mềm và linh hoạt, hydrogel đã được nghiên cứu là vật liệu thay thế sụn tiềm năng, nhưng hầu hết chúng quá yếu, không thể chịu được nhiều trọng lượng. Vào năm 2020, nhóm Duke đã tạo ra một loại hydrogel có các đặc tính tốt như sụn tự nhiên - và bây giờ họ đã phát triển một phiên bản vượt trội hơn so với sản phẩm thật.

Hydrogel mới được tạo thành từ các sợi xenlulo, giúp vật liệu chắc chắn trong khi bị kéo căng, được ngâm với rượu polyvinyl giúp nó trở lại hình dạng ban đầu. Nhóm nghiên cứu cũng điều chỉnh phương pháp sản xuất của nó - thay vì đóng băng và làm tan nó như hầu hết các hydrogel, họ ủ nó như thủy tinh, điều này kích hoạt sự hình thành nhiều tinh thể hơn trong mạng polymer.

Kết quả cuối cùng là một hydrogel có độ bền kéo (chịu được kéo căng) là 51 Megapascal (MPa) và độ bền nén (chịu được áp lực) là 98 MPa. Đó là độ bền kéo cao hơn 26% và độ bền nén cao hơn 66% so với sụn tự nhiên, nhóm nghiên cứu cho biết. Nó cũng có độ bền kéo gấp 5 lần và gấp đôi độ bền nén của các hydrogel khác được tạo ra bằng cách đóng băng và rã đông.

Nhóm nghiên cứu cho biết các bộ phận cấy ghép làm bằng vật liệu này hiện đang được thử nghiệm trên cừu, với các thử nghiệm lâm sàng trên người sẽ sớm được thực hiện vào tháng 4 năm 2023.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Advanced Function Materials.