Insonlarning tugʻma anomaliyalari yoki jarohatlari boʻlganlarida yuz shakli va funksiyalarini tiklash rekonstruktiv jarrohlik va protezlashning asosiy jihati hisoblanadi. Uzoq vaqtdan beri defektli yuz va ogʻiz tuzilmalari hududidagi inson terisining tashqi koʻrinishi va mexanik xususiyatlarini taqlid qilish uchun sintezlangan polimerlardan foydalanilgan. Ularning ichida silikon elastomerlar, xususan, polidimetilsiloksan (PDMS), teksturasi yumshoq toʻqimalarga oʻxshashi, kimyoviy inertligi va yuqori biokompatibilligi tufayli oltin standart sifatida qaraladi.
Biroq, PDMSdan foydalanish jiddiy geografik muammo bilan duch keladi. Yuqori sifatli protez silikonlarining aksariyati Yevropa yoki Shimoliy Amerikada ishlab chiqariladi va oʻrtacha iqlim uchun moʻljallangan. Ushbu materiallarni Hindiston kabi tropik mintaqalarda, qayerda harorat 50°C gacha yetishi va ultrafiltraviy (UV) nurlanish intensiv boʻladi, qoʻllash ularning tez buzilishiga olib keladi. Bemorlar koʻpincha ularning qattiqlashishi, rangi oʻzgarishi va yirtilishga moyilligi tufayli har olti oyda bir protezlarni almashtirishga majbur boʻlishadi, bu esa tez-tez va qimmatbaho almashtirishlarni talab qiladi.
Delhi Indiya texnologiya instituti (IIT) va Nyu-Delhi Umumiy tibbiyot ilmlari instituti (AIIMS) olimlar jamoasi Hindistonning iqlim sharoitlari uchun maxsus optimallashtirilgan, xona haroratida qattiqlanadigan (RTV) yangi silikonni taqdim etdi. Ushbu materialni yaratish uchun silikon molekulalarini bogʻlovchi kimyoviy reaksiyadan foydalanildi. Yangi tarkib polimetilgidrosiloksanning gidrid funksionaliga ega toʻgʻrilagichlari va vinil-terminatsiyalangan PDMS oʻrtasidagi platinakatalizlangan qoʻshilish reaksiyasidan foydalanadi.
Tadqiqot Dizayn Eksperimentlari tizimli yondashuvi, yaʼni Taguchi L25 ortogonal massivi yordamida olib borildi, bu esa turli toʻgʻrilagichlar, silikat toʻldiruvchilar va UV-absorbentlarning materialning chidamliligi va ishlatilish xususiyatlariga taʼsirini baholash uchun amalga oshirildi. Jamoaning maqsadi kimyoviy bogʻlanishlarni nozik sozlash va armatura toʻldiruvchi sifatida AEROSIL R972 ni kiritish orqali yumshoqlik va mustahkamlik talablari oʻrtasida muvozanat topish edi.
Bu ishdagi asosiy ilmiy yutuqlardan biri polimer matritsani yorugʻlik taʼsiri ostida fotodegradatsiyaga qarshi barqarorlashtirish boʻldi. Tadqiqotchilar qattiq UV-absorbent boʻlgan Chimassorb 81 ni integratsiya qildilar, u qattiq quyosh spektriga qarshi molekulyar qalqon sifatida ishlaydi. Struktural kamchiliklarni yoʻqotish uchun bir yoʻnalishli vakuum aralashtirish jarayoni qoʻllanildi. Bu bosqich zarur, chunki silikonda ushlab qolingan havo bubullari kuchlanish konsentratorlari sifatida xizmat qilishi mumkin, bu esa erta mexanik nosozlikka olib keladi va namlik toʻplanishi uchun joy yaratadi.
Diqqatli sinovlardan soʻng, olimlar inson terisining mexanik xususiyatlariga mos keladigan beshta optimal tarkibni aniqladilar: ular 2,8 dan 5,5 MPa gacha choʻzilish mustahkamligi va 11,7 dan 14,6 N/mm gacha yirtilish chegarasini namoyish etdi. Muhim jihati shundaki, bu materiallar Shore A boʻgʻinligini 40 dan past ushlab turdi, bu esa bemor qulayligi va real taktil his-tuygʻu uchun chegaradir.
Yangi material namunalari Nyu-Delidagi tabiiy atmosferaga olti oy davomida qoʻyildi, bu yerda ekstremal yoz issiqligi va monsun mavsumining oʻzgaruvchan namligi qamrab olindi. Maxsus qoʻshimchalar boʻlmagan standart silikonni ifodalovchi nazorat namunasi qattiqlik va choʻzilish mustahkamligida 30% gacha keskin oshishni namoyish etdi, bu sezilarli sariqlanish bilan birga sodir boʻldi. Haqiqiy sharoitlarda bunday oʻzgarishlar quloq yoki burun protezini estetika va qulaylik nuqtai nazaridan foydalanib boʻlmaydigan holatga keltirardi. Buning aksiga, yangi ishlab chiqilgan tarkiblar ancha barqaror profilni namoyish etdi, mexanik oʻzgarishlar esa faqat 10–15% ga cheklandi.
Biokompatibillik hali ham tibbiy darajadagi har qanday material uchun oxirgi toʻsiqdir. Tadqiqotchilar materialning xavfsizligi va toksik emasligini tasdiqlash uchun fibroblastlar yoki terining hujayralari ustida in vitro sinovlar oʻtkazishdi. Eslatma, optimallashtirilgan silikon tarkiblari nafaqat hujayralarning tirik qolishiga yordam berdi, balki yuqori hujayra hayot qobiliyatini ham koʻrsatdi: bir tarkib (C7) yetti kun ichida nazoratga nisbatan taxminan 200% hayot qobiliyatiga erishdi. Bu materiallarning toksik emasligini va ular hujayralar metabolik faolligi uchun qulay yuzani taʼminlashini koʻrsatadi, bu esa kuniga oʻn ikki soatgacha atrofda boʻlishi kerak boʻlgan sezgir yoki shikastlangan yuz toʻqimalari uchun juda muhimdir.
Mualliflar materialning klinik amaliyotdagi toʻliq xizmat muddati kafolatini berish uchun bir-ikki yil kuzatuv talab qilinishini tan oladilar. Bundan tashqari, tadqiqot eshitakning bej rangli protezini ichki individual shaklidan foydalanib tayyorlash muvaffaqiyatli namoyish etgan boʻlsa-da, turli estetik pigmentlar vaqt oʻtishi bilan UV-stabilizatorlar bilan qanday oʻzaro taʼsir qilishiga oid qoʻshimcha tadqiqotlar zarur.
Ushbu tadqiqot yuqori samarali tibbiy materiallar ishlab chiqarishni mahalliy miqyosda rivojlantirishga hissa qoʻshadi. Hindiston iqlimining qattiq sharoitlariga chidashi mumkin boʻlgan silikonni yaratish orqali, tadqiqotchilar yanada uzoq muddatli, iqtisodiy jihatdan samarali va qulay protezlarga yoʻl ochishdi. Millionlab odamlar uchun bu shifokorga tashriflar sonining kamayishi, moliyaviy xarajatlarning pasayishi va tiklanish uzoqroq va real boʻlib qolgani sababli hayot sifatining oshishini anglatadi. Ushbu ish muhandislik va materialshunoslik qanday qilib global tibbiyotga universal yondashuvdan chetga chiqqan holda, mintaqaviy sogʻliqni saqlash muammolarini hal qilish uchun moslashtirilishi mumkinligini namoyish etadi.