Kości... z drewna

Pięcioetapowy proces przekształcania drewna w hydroksyapatyt może być przydatny nie tylko przy tworzeniu nowoczesnych materiałów zastępujących uszkodzone kości, ale może znaleźć również zastosowanie np. przy konstrukcji statków kosmicznych, donosi "Journal of Materials Chemistry".

W pierwszej kolejności drewno jest pirolizowane, czyli poddawane jest działaniu bardzo wysokiej temperatury bez dostępu tlenu, by przekształcić złożone organiczne związki tworzące strukturę drewna w węgiel i prostsze substancje chemiczne. Tak powstaje węglowy szkielet, którego ścianki odpowiadają mikrokanałom drewna. Następnie, całość jest impregnowana wapniem, tak by struktura drewna pokryta została węglikiem wapnia. W dalszej kolejności drewno jest poddane procesowi utleniania, by karbid (węglik wapnia) przekształcił się w tlenek wapnia. Kolejny proces - hydrotermalny - polega na przechowywaniu modyfikowanego drewna w dwutlenku węgla, by ten przereagował z tlenkiem wapnia tworząc węglan wapnia, który ostatecznie przekształcony zostanie w hydroksyapatyt, poprzez reakcję fosfatyzowania.

 

Naturalny hydroksyapatyt występuje w przyrodzie w postaci minerałów oraz jest nieorganicznym składnikiem kości i zębów, w których stanowi rusztowanie zapewniające mechaniczne właściwości. W kościach ma postać bardzo długich kryształów, tzw. mikrofibryl, stosunek ich długości do szerokości sięga 1000 do 1. Dotychcza wytwarzany syntetyczny hydroksyapatyt z uwagi na dobrą biozgodność, ale nie najlepsze własności mechaniczne stosowano w medycynie jako warstwę wierzchnią tytanowe implantów. Nowy materiał uzyskany przez modyfikację drewna nie posiada tej wady i będzie mógł być stosowany niezaleznie. Dodatkowo dzięki swojej porowatej strukturze komórki i naczynia krwionośne będą mogą rosnąć poprzez implant i całkowicie  połączyć go z oryginalnymi kośćmi.