ساخت غضروف مصنوعی از شلوار جین

دنیم یک پارچه پنبه‌ای محکم و ضخیم است که در آن پود از دو یا بیشتر از دو تار می‌گذرد. معمولا به این پارچه رنگ نیل زده می‌شود و در حالی که فقط چند گرم نیل برای رنگ کردن یک شلوار لازم است، سالانه بیش از ۲۰ میلیون تن نیل در این صنعت مصرف می‌شود. برای نخستین بار لباس ملوانان از این جنس تهیه شد، ولی تنها در دهه ۱۹۵۰ بود که استفاده از جین ابتدا در میان نوجوانان و سپس در میان همه مردم شایع شد. امروزه مردم آمریکا سالانه ۱۴ میلیارد دلار جین خریداری می‌کنند.

روش محققان این دانشگاه این است که توسط دنیم‌ها، بلوک‌های ساختمانی غضروف مصنوعی را توسعه دهند. آنها بر این باورند که با توسعه این ایده می‌توان از آن برای انجام بازسازی‌های غضروفی انسان نیز بهره گرفت.

این مطالعه تحت رهبری "نوالنا بایرن" (Noelene Byrne) پزشک و دانشمند دانشکده مهندسی دانشگاه دیکن انجام گرفت.  

محققان نخست از یک حلال مایع برای حل کردن جین در آن استفاده کردند. "بایرن" گفت: این حلال را در خانه ساخته‌ام، اما در حال حاضر نمی‌توانم ترکیبات آن را برای شما فاش کنم؛ تنها چیزی که می‌توانم بگویم، این است که این حلال باعث تبدیل دنیم به سلولز می‌شود.

سلولز ساختار اولیه دیواره سلولی گیاهان را تشکیل می‌دهد. دستگاه گوارشی انسان قادر به هضم سلولز نیست و آن را بدون تغییر دفع می‌کند، اما برخی جانوران مثل نشخوارکننده‌ها و موریانه‌ها می‌توانند سلولز را به کمک میکروارگانیسم‌هایی که در دستگاه گوارش آنها زندگی می‌کنند، هضم کنند. این میکروارگانیسم‌ها با آزادکردن آنزیم‌هایی به هضم سلولز کمک می‌کنند.

"بایرن" افزود: سلولز یک ماده تجدیدپذیر چند منظوره است، بنابراین ما می‌توانیم از حلال‌های مایع برای حل کردن دنیم‌های باطله و تبدیل آن‌ها به "هواژل" (Aerogels) استفاده کنیم. هواژل‌ها به علت چگالی کم مواد آلی برای"داربستهای زیستی" (bio scaffolding)، جذب و یا فیلتراسیون هستند.

هوا-ژِل یک ماده تولیدی است که کمترین چگالی را در میان مواد جامد دارد. در ابتدا فرض بر منفی بودن وزن این ماده بود، ولی با تحقیق متوجه وزن بسیار ناچیز آن شدند. این ماده از یک ژل به دست می‌آید که در آن قسمت مایع ژل با گاز جایگزین می‌شود. نتیجه این فرایند ماده‌ای جامد با چگالی بسیار کم و در عین حال، ویژگی قابل‌توجه در زمینه عایق گرمایی است. هواژل در فرهنگ عامه مردم تحت نام‌های دیگری هم‌چون دود منجمد، دود جامد، هوای جامد یا دود آبی نیز شناخته می‌شود که این نام‌گذاری‌ها به دلیل ظاهر شفاف و نیز نحوه پخش نور در این ماده‌ است.

هواژل تشکیل شده از  سلولز چیز جدیدی نیست، اما هیچ فردی تاکنون نتوانسته هواژل را از دنیم به دست اورد.

"بایرن" معتقد است است که طبیعت چسبناک سلولز مبتنی بر دنیم، کاملا برای استفاده به عنوان غضروف مصنوعی مناسب است.

اکنون محققان با همکاری محققان مهندس مواد دانشگاه دیکن در حال تحقق بخشیدن این ایده خود هستند.