User Rating: 0 / 5

Star InactiveStar InactiveStar InactiveStar InactiveStar Inactive
 

เครดิต: Tian lab/University of Chicago

แปลและเรียบเรียงโดย อรวรรณ สัมฤทธิ์เดชขจร

 

นักวิทยาศาสตร์ได้เผยแพร่แนวคิดการใช้วัสดุแคลไซต์มาพัฒนาเป็นเกล็ดที่สามารถยึดเกาะกับวัสดุที่อ่อนนุ่มได้ ซึ่งวันหนึ่งอาจใช้เป็นวัสดุปลูกฝัง (implant) ที่กันน้ำสำหรับเสริมแรงกระดูกและข้อต่อ

 

เกล็ดเป็นวัสดุที่ดีสำหรับสัตว์จำพวกตัวนิ่มไปจนถึงปลา เนื่องจากมีสมบัติปรับแต่งให้เหมาะสมและเฉพาะเจาะจง เป็นมิตรกับน้ำ แข็งแรงแต่ยืดหยุ่น และซ่อมแซมได้ง่ายเมื่อได้รับความเสียหาย ด้วยเหตุนี้นักวิทยาศาสตร์จึงต้องการสร้างโครงสร้างนี้ โดยวาดฝันว่าจะใช้ประโยชน์เป็นวัสดุฝังในทางการแพทย์ไปจนถึงงานทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดหยุ่นได้

 

ปัจจุบันศัลยแพทย์จะใช้วัสดุฝังในที่ทำจากโพลิเมอร์สังเคราะห์ เพราะทำง่ายแต่ขณะเดียวกันก็เสื่อมสภาพได้ตามเวลา ทีมวิจัยจึงพัฒนาทางเลือกใหม่โดยใช้วัสดุ 2 ชนิดที่เข้ากันได้กับร่างกาย คือซิลิโคนและแคลไซต์ ซิลิโคนมีความยืดหยุ่น และนิยมใช้ในวัสดุฝังในอยู่แล้ว ส่วนแคลไซต์ก็เป็นวัสดุแข็งที่พบได้ทั่วไปในเปลือกหอย หรือแม้กระทั่งดวงตาของสัตว์บางชนิด เช่น ดาวทะเล (brittlestars) และไทรโลไบต์ (trilobites) การที่ใช้วัสดุ 2 ชนิดจะทำให้ได้โครงสร้างที่แข็งและยืดหยุ่นซึ่งให้ผลที่ดีมาก แต่ถ้าใช้ซิลิโคนเพียงอย่างเดียวจะไม่สามารถยึดกับเนื้อเยื่อได้ หรือแคลไซต์เพียงอย่างเดียวก็แข็งตึงเกินไป

 

เครดิต: Tian lab/University of Chicago

ภาพแสดงการยึดเกาะของแคลไซต์ (ดัมเบลล์สีเทา) บนซิลิโคน (สีฟ้า) และชั้นผิวหนัง (สีแดง)

 

ทีมวิจัยออกแบบแคลไซต์ให้มีลักษณะเป็นดัมเบลล์ มีขนาดเท่ากับเซลล์เม็ดเลือดแดง ปลายด้านหนึ่งยึดติดกับซิลิโคน ส่วนอีกด้านโผล่เลยผิวขึ้นมาและด้านนี้เองที่สามารถเติบโตเข้าในชั้นของผิวหนังได้โดยดึงแคลเซียมจากเซลล์ทำให้วัสดุปลูกฝังนี้ตรึงอยู่กับที่

 

สนใจอ่านข้อมูลเพิ่มเติมที่
•    https://news.uchicago.edu/article/2018/01/25/tiny-scales-could-serve-safe-material-implants-reinforce-bones-and-joints
•    https://www.sciencedaily.com/releases/2018/01/180126130603.htm
•    Jaeseok Yi, Yucai Wang, Yuanwen Jiang, Il Woong Jung, Wenjun Liu, Vincent De Andrade, Ruqing Xu, Ramya Parameswaran, Ivo R. Peters, Ralu Divan, Xianghui Xiao, Tao Sun, Youjin Lee, Won Il Park, Bozhi Tian. 3D calcite heterostructures for dynamic and deformable mineralized matrices. Nature Communications, 2017; 8 (1) DOI: 10.1038/s41467-017-00560-1