La generazione seguente di osso artificiale può contare su alcuni segreti dal mare. Gli Scienziati dal Dipartimento Per L'Energia di Stati Uniti il Laboratorio Nazionale del Lawrence Berkeley Hanno sfruttato il modo che l'acqua di mare si congela per sviluppare un materiale poroso e del tipo di armatura che è quattro volte più forte del materiale corrente utilizzato in osso sintetico.
Sebbene ancora nelle fasi d'investigazione, le variazioni di questa sostanza potrebbero anche essere utilizzate in una miriade delle applicazioni in cui la concentrazione e la leggerezza sono di importanza fondamentale, quali gli innesti dentari, la fabbricazione dell'aeroplano e hardware.
Come riportato nell'edizione del 27 gennaio 2006 della Scienza del giornale, gli scienziati del Laboratorio di Berkeley hanno sviluppato un composito che rispecchia la struttura complessa di madreperla, che è una sostanza con precisione stratificata trovata in alcuni shell del mollusco, quali le ostriche e l'aliotide. Gli Scienziati lungamente hanno cercato di duplicare la concentrazione e la leggerezza della madreperla in materiali ceramici, ma l'architettura della madreperla varia a parecchi disgaggi di lunghezza, dai micrometri ai nanometri. Replica dei tutti questi disgaggi -- di cui ciascuno contribuisce alla prestazione globale di madreperla -- in sintetico una sostanza è estremamente difficile. Poi, i ricercatori del Laboratorio di Berkeley hanno ritenuto a banchisa.
“Permettiamo che la natura guidi il trattamento. L'Acqua Di Mare può congelarsi come un materiale stratificato, in modo da perché non uso questi beni fondere la ceramica che madreperla mimica,„ dice Antoni Tomsia di Divisione di Scienze dei Materiali del Laboratorio di Berkeley, che ha sviluppato il composito con i colleghi ricercatori Sylvain Deville di Divisione di Scienze dei Materiali, Eduardo Saiz e Ravi Nalla.
Per il passato parecchi anni, Tomsia ed i colleghi hanno funzionato per da costruzione l'osso artificiale che è più osso che artificiale, significante che si adatta a cambiare i termini e le maglie fisiologici con il tessuto circostante col passare del tempo. Al contrario, le odierne giunture artificiali sono fatte dalle leghe e dalla ceramica del metallo che avviano spesso l'infiammazione e le risposte immunitarie, o possono richiedere l'ambulatorio correttivo dopo soltanto alcuni anni. L'esigenza di migliori biomateriali più ulteriormente è sottolineata dalla domanda crescente delle giunture artificiali. Una sostituzione di Più Di 150.000 cinorrodi e quasi 300.000 sostituzioni del ginocchio sono state eseguite nel 2000, secondo il Centro Nazionale per Statistica della Sanità. Questi numeri si pensano che gonfino in futuro mentre i figli del baby boom invecchiano.
A causa della necessità urgente dell'osso artificiale più duraturo, i ricercatori come Tomsia hanno sviluppato i materiali che catturano la loro indicazione dalla natura. In questo caso, Tomsia ed i colleghi si sono girati verso l'oceano. Quando l'acqua di mare si congela, i cristalli di ghiaccio puro formano i livelli, mentre le impurità quali sale ed i microrganismi sono espelse dal ghiaccio di formazione e sono intrappolate in canali fra i cristalli di ghiaccio. Il risultato è una struttura stratificata che somiglia approssimativamente alla costruzione del tipo di wafer della madreperla.
Il gruppo del Laboratorio di Berkeley ha creduto che questo stesso metodo di congelamento potrebbe essere usato per fondere un materiale squisito stratificato che viene vicino ad imitare la resistenza e la leggerezza della madreperla. Hanno creato una sospensione acquosa di hydroxyapatite, che è la componente minerale dell'osso. Poi, lo hanno congelato. Appena come le impurità in banchisa, il hydroxyapatite si concentra nello spazio fra i cristalli di ghiaccio, creando i livelli ed i livelli di materiale del tipo di madreperla.
Egualmente hanno trovato che aumentando la tariffa di questo metodo di congelamento, la struttura stratificata diminuisce in disgaggio. Infine, hanno ottenuto una microstruttura che misura un micron, o la un-milionesima di un metro. In confronto, la struttura della madreperla misura la metà di un micron.
“Siamo micron mezzo a partire dall'imitazione della natura,„ dice Tomsia.
Dopo Che il ghiaccio è rimosso via la sublimazione, il risultato è un'armatura porosa composto di hydroxyapatite quel mostre che direzione le similarità alla struttura a più strati della madreperla attraverso una vasta gamma di disgaggi di lunghezza. Come madreperla, la superficie di ogni livello è ruvida, aiutando i livelli chiude sul posto con qualsiasi sostanza riempie lo spazio loro. Ed alcuni ponti si formano fra i livelli, che sono creduti di aumentare la resistenza di frattura.