Технику можно применять к различным биологическим имплантатам там, где требуется манипулирование стрессом, отмечают эксперты.
Учёные из Университета Иллинойса в США использовали машинное обучение и 3D-печать для изготовления нового биоматериала, который может улучшить традиционные методы лечения сломанных костей.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Натуральные материалы, такие как кость, птичьи перья и дерево, имеют разумный подход к распределению физической нагрузки, несмотря на их нестандартную структуру. Однако связь между модуляцией стресса и их структурами остается неясной. Новое исследование, объединяющее машинное обучение, оптимизацию, 3D-печать и стрессовые эксперименты, позволило инженерам получить представление об этих чудесах природы, разработав материал, повторяющий функциональные возможности человеческой кости для ортопедической реставрации бедренной кости.
«Мы начали с базы данных материалов и использовали виртуальный стимулятор роста и алгоритмы машинного обучения для создания виртуального материала, а затем изучили взаимосвязь между его структурой и физическими свойствами», — говорит исследователь Шелли Чжан.
Наличие реальной модели позволило команде провести измерения в реальных условиях, проверить эффективность прототипа биоматериала и подтвердить, что его можно выращивать аналогично тому, как строятся биологические системы.
Результаты могут помочь материалы, которые будут стимулировать восстановление костей, обеспечивая оптимальную поддержку и защиту от внешних сил.
Ранее Techno Dzen сообщил, что ночная жара значительно повышает риск инсульта.
Перевод выполнен журналистом издания Techno Dzen. При полном или частичном использовании материала гиперссылка обязательна.