Natura i tribologia inspirują naukowców do opracowywania nowych rozwiązań
Ludzkie ciała to niezwykle skomplikowane struktury złożone z ruchomych zespołów żywych tkanek o miliardach powierzchni styku. Ostatnie postępy naukowe wskazują, że zastosowanie tribologii – tradycyjnej dziedziny inżynierii, zajmującej się tarciem, zużyciem i środkami smarnymi – do badania ludzkich tkanek nie jest pozbawione logiki. Uczestnicy projektu TRIBO-SURFING (Bio-inspired tribological interfaces) stworzyli nowe, współgrające z ludzkim ciałem produkty lecznicze i zwiększające komfort życia, naśladujące działanie żywych organizmów (biomimetyka). W naturze istnieją już zmniejszające i zwiększające tarcie układy, które można teraz wykorzystać jako wzorce dla rozwiązań inżynierskich i na ich podstawie zaprojektować interfejsy tribologiczne o tych samych właściwościach. Zespół zbadał cztery koncepcje związane z układami poślizgowymi, w tym biosmarowanie w obrębie połączeń maziowych, będące efektem działania chrząstki stawowej i płynu stawowego. Przeanalizowano również tribologiczne zachowanie ludzkiej skóry, adhezję komórek na biomateriałach polimerowych oraz bazujące ma komórkach śluzówki i mikrobruzdach mechanizmy utrzymywania wilgotności łusek u ryb wychodzących na ląd. Dodatkowo rozważono koncepcję dotyczącą systemów ciernych, które można byłoby wykorzystać w igłach i szwach medycznych. W tym przypadku skupiono się na mechanizmie funkcjonowania kolców jeżozwierza, które dzięki mikroskopijnym, skierowanym w tył zadziorom łatwo wnikają w tkankę i są trudne do usunięcia. Bazując na zasadach działania tych naturalnych rozwiązań, opracowano nowe koncepcje przyjaznych dla środowiska i człowieka interfejsów tribologicznych o udoskonalonych cechach. Uzyskana podczas projektu TRIBO-SURFING wiedza została użyta do stworzenia warstw powierzchniowych/pośrednich redukujących tarcie i zużycie połączeń stawowych, implantów stawów i szwów medycznych. Na jej podstawie powstał również zwiększający tarcie układ wzmacniający połączenie pomiędzy śrubami umieszczanymi w nasadzie łuku kręgu a kością. Dodatkowo uczestnicy projektu stworzyli sztuczną skórę naśladującą właściwości mechaniczne, cierne, fizyczne i chemiczne ludzkiej skóry, przeznaczoną do opatrywania ran.
