Tutkijat ovat rakentaneet uudenlaisia hammasimplantin kruunuja nanokomposiitista, joka on tehty koivun selluloosasta ja proteiineista.
Uusi komposiittimateriaali on vahvempi, kovempi ja selvästi kevyempi kuin hammaskruunuissa käytettävä tekninen keramiikka.
Tutkijoiden mukaan mineralisoitunutta biokomposiittia voitaisiin tulevaisuudessa hyödyntää implanttien lisäksi esimerkiksi urheiluvälineissä, luotiliiveissä, ilma-alusten rungoissa ja tuulilasien pinnoituksissa.
Iskunkestävä uutuuskomposiitti ja hammaskruunut syntyivät Teknologian tutkimuskeskuksen VTT:n ja singaporelaisen Nanyangin teknisen yliopiston yhteistyönä.
Työn tulokset on esitelty Advanced Materials -lehdessä.
Mallia luonnosta
Materiaalia kehittäessään tutkijat ottivat mallia luonnosta eli sirkkaäyriäisten eturaajan lujasta rakenteesta.
Aiemmissa tutkimuksissa on selvinnyt, että äyriäisten raajat koostuvat järjestäytyneestä, kerroksittaisesta nanorakenteesta.
”Raajassa on pehmeä, iskuja vaimentava sisäkerros sekä kova ja iskunkestävä ulkokerros”, kuvailee VTT:n tutkija Pezhman Mohammadi tiedotteessa.
”Sisä- ja ulkokerros koostuvat samankaltaisista elementeistä, mutta niiden suhteellinen osuus, polymorfinen muoto ja järjestys vaihtelevat eri kerroksissa. Keskeisin elementti on kierteisesti järjestyneet kitiininanofibrillit, jotka kiinnittyvät toisiinsa proteiinien muodostaman matriisin avulla.”
Materiaalia voidaan muunnella
Tutkijat jäljittelivät samaa rakennetta ja koostivat komposiittinsa selluloosan nanokiteistä ja kahdesta geenimuunnellusta proteiinista.
Toinen proteiineista suunniteltiin lisäämään materiaalin lujuutta ja toinen edistämään hydroksiapatiittikiteiden muodostumista.
Proteiineja muuntelemalla materiaaliin voidaan jatkossa tuoda uusia ominaisuuksia, tutkijat sanovat.
Materiaalin käsittelyprosessit ja skaalautuvuus vaativat vielä kehitystyötä, jotta komposiittia päästään tuottamaan isompia määriä.
(Kuva VTT) Koivun selluloosasta ja proteiineista saatiin aikaan komposiittimateriaali, josta voi tehdä vaikka hammaskruunuja.
Tartu Kemia-lehden tilaustarjouksiin:
- Tilaa itsellesi tai lahjaksi läheiselle – 69 euroa. Hintaan kuuluu sähköinen näköislehti, jota on helppo lukea ja jakaa.
- Kannusta koululaista tai opiskelijaa lehtilahjalla – 49 euroa
- Kiitä opettajaa ja lahjoita lehti kouluun – 19 euroa
