Biomaterial Termoplastik Baru Menawarkan Kontrol Presisi atas Degradasi dan Sifat Mekanis untuk Aplikasi Medis
Peneliti dari Universitas Birmingham (UK) dan Universitas Duke (AS) telah merancang polyester termoplastik baru yang memungkinkan kontrol independen atas tingkat degradasi dalam tubuh dan performa mekanis. Material ini disesuaikan untuk perbaikan jaringan lunak dan bioelektronik fleksibel.
Mencapai biomaterial yang mencocokkan elastisitas dan kekuatan jaringan asli sambil degradasi pada tingkat yang relevan klinis adalah notori sulit. Kimia yang memberikan ketahanan mekanis sering menentukan kinetika degradasi.
Tim menunjukkan bahwa pengemasan asam sukinat—a metabolit yang secara alami terjadi—menyediakan tuas untuk menyesuaikan tingkat degradasi.
Studi, yang diterbitkan di Nature Communications, melaporkan bahwa polyester degradasi secara bertahap selama empat bulan, selama jaringan baru menembus dan pada akhirnya menggantikan rangka. Pengujian in vivo di tikus mengonfirmasi biocompatibilitas dan keamanan material. Dengan menyesuaikan kandungan asam sukinat, peneliti mengatur penyerapan air dan sehingga kecepatan degradasi. Penting, stereokimia yang dirancang material, dimodelkan setelah karet alami, memisahkan kekuatan mekanis dari tingkat degradasi, memungkinkan kekuatan untuk dipertahankan atau dipulihkan melalui tuning stereokimia—kemampuan yang tidak pernah ada sebelumnya dalam biomaterial degradabel.
Profesor Andrew Dove dari Universitas Birmingham, ko-penulis studi, menyatakan bahwa jaringan biologis menunjukkan perilaku elastis yang bervariasi. “Mendesain pengganti sintetis yang cocok dengan karakteristik ini sambil juga degradasi in situ telah lama menjadi tugas yang menakutkan,” katanya. “Solusi universal tidak cukup; karya kami menunjukkan bahwa implan kini dapat dirancang dengan profil performa yang spesifik aplikasi.”
Profesor Matthew Becker dari Duke, yang keahliannya mencakup kimia, teknik mekanik, dan ilmu material, mengamati bahwa bidang biomaterial telah terbatas oleh pilihan opsi yang sempit. “Pengembangan kami menandai lompatan yang signifikan,” katanya. “Tunabilitas material membuka pintu untuk penggunaan yang beragam—dari graft tulang dan stent vaskular hingga elektronik wearable. Kami sedang mengejar studi biocompatibilitas lebih lanjut dan demonstrasi yang lebih canggih.”
Pendanaan disediakan oleh National Science Foundation, John S. & James L. Knight Foundations, European Research Foundation, dan National Health and Medical Research Council Australia.
Teknologi juga dilindungi oleh pengajuan paten internasional dari Universitas Warwick dan Universitas Akron.
