Наноцеллюлоза для дентальных имплантатов

Фото: Прочность, жесткость и трещиностойкость минерализованного биокомпозита напоминают ноги-палицы креветки-богомола. Изображение: VTT

Биокомпозит, созданный из нанокристаллов березовой пульпы и белков, прочнее и легче по весу, чем техническая керамика, используемая в настоящее время для изготовления зубных коронок. Этот нанокомпозит, разработанный исследовательской группой из Центра технических исследований Финляндии VTT, используется для изготовления коронок для дентальных имплантатов, структура которых напоминает структуру человеческих зубов, как сообщает VTT.

Проект развития был результатом сотрудничества с Технологическим университетом Наньян в Сингапуре.

Помимо зубных имплантатов, в будущем материал будет использоваться в спортивном инвентаре, бронежилетах, экзоскелетах для самолетов и покрытиях ветрового стекла.

Изменяя используемые белки, можно придать материалу требуемые свойства.

Ученый-исследователь Пежман Мохаммади и его команда черпали вдохновение в природе, используя в качестве модели структуру дактильной дубинки креветки-богомола. Команда успешно создала новый материал, который может выдерживать многократные удары без ущерба для конструкции, сообщает VTT.

Формы жизни, созданные эволюцией, служат источником вдохновения для исследователей.

«Эти креветки-богомолы – одни из самых страшных убийц в мире природы», – говорит Мохаммади.

Креветки-богомолы в основном питаются твердыми морскими организмами, такими как моллюски. Чтобы добраться до съедобной части моллюска, они должны сломать его панцирь. «Они разбивают свою добычу, бросая с огромной скоростью и силой пару дактильных дубинок, похожих на молот».

Более ранние исследования показали, что палицы богомола имеют составную структуру с организованными уровнями.

«Дубинка состоит из мягкого интерьера, обеспечивающего рассеивание энергии, и жесткого ударопрочного корпуса. «Хотя оба слоя состоят из одинаковых строительных блоков, они различаются по своему относительному содержанию, полиморфной форме и организации», – объясняет Мохаммади.

Основные элементы – это спирально расположенные нитевидные кристаллы хитина или нанофибриллы, прикрепленные друг к другу белками.

Исследовательская группа продублировала структуру нового композита, используя нанокристаллы целлюлозы и два набора белков, полученных с помощью генной инженерии. Один набор протеинов был разработан для увеличения прочности материала, а другой – для ускорения роста кристаллов.

Следующий шаг будет связан с масштабируемостью производства нового биокомпозита.