Ett nytt termoplastiskt biomaterial, som är tuff och stark men också lätt att bearbeta och forma har utvecklats av forskare vid University of Birmingham.

En typ av nylon, materialets formminnesegenskaper gör att det kan sträckas och formas men kan återgå till sin ursprungliga form när det värms upp. Detta gör det användbart för medicinsk utrustning som benersättning, där minimalt invasiva kirurgiska tekniker kräver ytterligare flexibilitet i implantatmaterial.

Materialet har utvecklats på universitetets kemihögskola, av ett team som undersöker sätt att använda stereokemi – en dubbelbindning i ryggraden i polymerkedjan – för att manipulera egenskaperna hos polyestrar och polyamider (nylon). Studien publiceras i Naturkommunikation .

Biokompatibla polymerer används i stor utsträckning inom medicin, från vävnadsteknik till medicinsk utrustning som stentar och suturer. Även om stora framsteg har gjorts inom området resorberbara eller nedbrytbara material, som bryts ner av kroppen över tid, det finns fortfarande bara en handfull icke-resorberbara polymerer som kan användas för längre applikationer.

Befintliga icke-resorberbara biomaterial, som nylon, för närvarande kommersiellt tillgängliga lider av en mängd olika begränsningar. Metallimplantat, till exempel, kan bära dåligt, leder till att partikelfragment bryts av, medan kompositmaterial kan vara svåra att bearbeta eller extremt dyra.

Det nya materialet kan tillverkas med standardkemitekniker och erbjuder en stabil, långvarigt alternativ, med mekaniska egenskaper som kan trimmas för olika slutprodukter.

Senior forskare, Professor Andrew Dove, säger:"Detta material erbjuder några riktigt distinkta fördelar jämfört med befintliga produkter som används för att tillverka medicinsk utrustning som ben- och ledersättningar. Vi tror att det kan erbjuda en kostnadseffektiv, mångsidigt och robust alternativ på marknaden för medicintekniska produkter."

En ytterligare fördel med materialet är dess amorfa struktur. Josh Worch, postdoktorn som ledde arbetet, förklarar varför:"För många plaster, inklusive nylon, segheten är ofta beroende av deras semikristallina struktur, men det gör dem också svårare att forma och forma. Dock, vår nya plast är tuff som nylon, men utan att vara kristallint så det är mycket lättare att manipulera. Vi tror att detta bara är möjligt på grund av hur vi har använt stereokemi för att kontrollera vår design."

Forskargruppen kunde designa och tillverka plasten, som nu omfattas av ett patent, och testa det på råttor för att bevisa dess biokompatibilitet. Teamet planerar nu att utforska ytterligare sätt att finjustera materialet och dess egenskaper innan de söker en kommersiell partner.