Når mennesker blir skadet, kan det være avgjørende å få nye celler til å danne seg. For eksempel kan brannskadete få ny hud.

For å få til vevet til å gro setter legene gjerne inn et implantat som de levende cellene kan støtte seg på, et slags stillas.

Flere typer materialer har tidligere blitt testet til bruk i implantater.

Et problem er at det kan være vanskelig å se hva som skjer med materialet når det blander seg med kroppens eget vev. Det er viktig for å vite hvor godt implantatet fungerer.

Særlig gjelder det en del myke biomaterialer i implantater. De harde materialene, som titan, er lettere å skille fra vevet.

Dette har svenske forskere forsøkt å gjøre noe med. Fysikere, kjemikere og biologer gikk sammen for å videreutvikle et selvlysende materiale.

Ikke testet på mennesker

Resultatet ble en fibermatte. Der trives og gror cellene fra hjertemuskelen til dyr.

I tillegg kan forskerne se forskjell på fiber og friskt vev som vokser fram. Materialet kalt TQ1 lyser i hele 90 dager, altså i omtrent tre måneder.

– Nå kan vi spore hvor materialet tar veien og hvordan det brytes ned. Det har vært vanskelig med andre slike «stillaser», skriver Daniel Aili i en e-post til forskning.no.

Han er universitetslektor ved Linköpings universitet og en av dem som har forsket fram det nye materialet.

• Les også: Nervegjennombrudd

Foreløpig holder forskerne seg til dyreforsøk – dette er ikke testet på mennesker. Men de har sett at implantatet fungerer godt i kroppen til rotter. Rottene fikk ingen bivirkninger.

– Materialet stimulerer dessuten tilveksten av blodkar, noe som er viktig for at nytt vev skal dannes. Vi vet ikke helt hvorfor dette skjer, og hvorfor materialet ser ut til å fungere så bra, skriver Aili.

Ser cellene i et annet lys

Opprinnelig ble dette materialet brukt i organiske solceller. Etter videreutvikling kan den altså muligens bli til nytte i medisinen.

• Les også: Ny giv for organiske solceller

Alt vev lyser faktisk under riktig lampe. For eksempel blir celler selvlysende, fluorescerende, i ultrafiolett lys. Det kan være vanskelig å skille mellom kroppens egne celler og produsert støttemateriale dersom begge deler lyser i samme type lys.

Det nye materialet reagerer derimot på nært infrarødt lys, da lyser ikke vevet. Dermed kan forskerne se materialet uten å bli forstyrret av selvlysende celler, forklarer Aili.

Referanse:

Abeni Wickham mfl.: Near-Infrared Emitting and Pro-Angiogenic Electrospun Conjugated Polymer Scaffold for Optical Biomaterial Tracking. Advanced Functional Materials, juli 2015, doi: 10.1002/adfm.201500351. Sammendrag.

En brusboks er et teknologisk vidunder.

Den er lett og har derfor liten innvirkning på vekten og kostnaden ved å transportere drikken som er inni. Samtidig er den sterk nok til å beskytte innholdet under reisen.

Den avkjøles raskt, til glede for både forhandlere og kunder, og den glatte, buede overflaten er et perfekt lerret for reklame for innholdet i boksen. Bare tenk på den røde boksen med hvit løkkeskrift på. Man regner med at 94 prosent av verdens befolkning vet hva som er inni en slik boks: Coca-Cola.

Det beste av alt med aluminiumsboksene er at de kan resirkuleres i det uendelige.

Produksjonen av rent aluminium fra malm står for så mye som én prosent av alle utslipp av drivhusgasser. 

Å resirkulere aluminiumet i boksene for å lage nye koster oss bare fem prosent av energien vi ville brukt for å produsere ren aluminium til boksene. Derfor er resirkuleringen viktig for å redusere karbonfotavtrykket til aluminiumbruken vår, mener ekspertene.

Problemet med forurenset aluminium

Men det er ett steg i resirkuleringen av aluminiumsbokser som kan ødelegge hele greia. Hver gang en boks blir smeltet ned til en sølvskimrende aluminiumsdam, følger det med forurensende partikler. De kommer fra den lakkerte overflaten, fra søppel som folk har dyttet ned i boksen etter bruk og fra støv og skitt som ble med på veien til gjenvinningsstasjonen.

– Europa resirkulerte 64 prosent, og Nord-Amerika 57,3 prosent av alle slike bokser i 2009. Med disse tallene blir mengden forurensende partikler så lav at det som regel ikke har noe å si for kvaliteten på det resirkulerte aluminiumet.

Det sier Amund Løvik som er stipendiat ved NTNU og forsker innenfor fagfeltet industriell økologi.

Men dersom vi begynner å resirkulere så mye som 75 prosent av alle aluminiumsbokser, vil mengden forurensende partikler øke med 135 prosent, ifølge Løvik og veilederen hans Daniel Müller.

Forurensningen ville endret aluminiumet så kraftig at det til slutt ikke vil bli mulig å lage det om til en ny boks.

Urenheter hoper seg opp

Løvik og Müller kan beregne hvor mye forurensningen vil øke når flere bokser blir resirkulert, men de vet ikke akkurat hvor mye forurensning som finnes i dagens bokser. Det er nemlig hemmelig.

– Industrien har sine egne hemmelige oppskrifter på hvordan de lager aluminiumsbokser, forklarer Müller.

Med en enkel datamodell kan Løvik og Müller beregne hvordan forurensningen varierer over tid, og hvilken effekt mengden av urenheter har på produktene laget av det resirkulerte materialet.

Modellen bygger på et konsept om stabil konsentrasjon av urenheter. Det vil si at når bokser blir resirkulerte om og om igjen, vil mengden urenheter i en boks øke for hver resirkulering.

Når urenhetene stabiliserer seg

Mange bokser når aldri gjenvinningsstasjonen, og nye bokser blir laget av ren aluminium for å erstatte dem. Dette kan skape en balanse i systemet slik at mengden urenheter holder seg på et stabilt nivå.

– Urenheter i aluminiumsbokser er som et badekar der kranen står på samtidig som det lekker vann ut i bunnen av karet. Ved en gitt styrke på kranen vil vannet som renner oppi karet tilsvare mengden som renner ut, og da vil vannstanden stabilisere seg. På samme måte vil urenhetene i boksene kun nå et visst nivå før det stabiliserer seg, forklarer Müller.

Akkurat nå er det en grei mengde urenheter i aluminiumsbokser, ifølge Müller, fordi godt under 100 prosent av boksene resirkuleres. Dersom målet er at alle skal resirkuleres, vil urenhetene øke dramatisk, men til slutt nå et stabilt nivå.

Likevel kan små endringer i hvor mange bokser som resirkuleres, spesielt når det kommer opp i en høy prosentandel, føre til så store endringer at det går over det stabile nivået.

En ny skjebne for skrapmetallet

Ved hjelp av datamodellen sin kan Løvik og Müller beregne hvor raskt urenhetene i systemet når et stabilt nivå. De fant ut at det i USA vil nå et nytt høyt nivå innen to år. Det gir ikke verken de som resirkulerer eller de som produserer aluminiumsbokser særlig lang tid på å tilpasse seg, forklarer forskerne.

Det er her studien deres kommer inn i bildet. Den gjør det mulig for resirkulerings- og produksjonsindustrien å se hvilke problemer som venter dem i fremtiden. På den måten kan de gjøre grep for å få ned mengden urenheter.

– De kan for eksempel fjerne lakken på boksene før de smelter dem om og prøve å få bort mest mulig av søppelet i boksene. Dersom urenhetene først kommer med i smelteprosessene, er det for sent, forklarer Løvik.