性能最好的納米類橡膠材料可以替代人體組織

瑞典查爾莫斯理工大學(xué)的研究人員創(chuàng)造了一種新的類似橡膠的材料，具有獨特的性能，可以在醫(yī)療過程中替代人體組織。這種材料可能會對很多人的生活產(chǎn)生很大的影響。這項研究最近發(fā)表在獲獎的科學(xué)雜志《ACS Nano》上。

在醫(yī)療技術(shù)產(chǎn)品的發(fā)展中，對適合與身體融合的新型自然材料有很大的需求。將物質(zhì)引入體內(nèi)會帶來很多風(fēng)險，比如嚴(yán)重感染。今天使用的許多物質(zhì)，如肉毒桿菌毒素，毒性很強(qiáng)。需要新的適應(yīng)性更強(qiáng)的材料。

在這項新的研究中，查爾莫斯的研究人員開發(fā)了一種僅由被證明在人體內(nèi)正常工作的成分組成的材料。

這種材料的基礎(chǔ)與有機(jī)玻璃相同，有機(jī)玻璃在醫(yī)療技術(shù)應(yīng)用中非常常見。通過重新設(shè)計他們的組成，并通過一種稱為納米結(jié)構(gòu)的過程，他們賦予了新專利材料獨特的性能組合。研究人員最初的意圖是生產(chǎn)一種堅硬的骨狀材料，但結(jié)果令人驚訝。

“我們非常驚訝，這種材料變得非常柔軟、柔韌和極具彈性。我們認(rèn)為它不能作為骨替代材料。但是新的意想不到的特征使我們的發(fā)現(xiàn)同樣令人興奮，”材料科學(xué)博士、該研究背后的研究人員之一阿南德庫馬爾拉賈塞卡蘭說。

結(jié)果表明，這種新的橡膠狀材料可能適用于許多需要罕見的綜合性能的應(yīng)用——高彈性、易加工性和醫(yī)療用途。

“我們目前尋找的第一個應(yīng)用是導(dǎo)管。這種材料的制造方法可以防止細(xì)菌在表面生長，這意味著它非常適合醫(yī)療用途，”該產(chǎn)品的研究負(fù)責(zé)人馬丁安德松說。查爾莫斯大學(xué)研究和化學(xué)教授。

新型納米橡膠材料的結(jié)構(gòu)使其表面得到處理，從而使其以自然無毒的方式抗菌。這是通過在其表面粘附抗菌肽(我們先天免疫系統(tǒng)中的小蛋白質(zhì))來實現(xiàn)的。這有助于減少對抗生素的需求，這是對對抗日益增長的抗生素耐藥性的重要貢獻(xiàn)。

因為新材料可以通過鎖孔手術(shù)注射和插入，它也可以幫助減少對劇烈手術(shù)和身體部位重建的需求。該材料可以通過標(biāo)準(zhǔn)套管以粘性流體的形式注射，從而在體內(nèi)形成其自身的彈性結(jié)構(gòu)?；蛘?，可以根據(jù)需要將材料3D打印成特定的結(jié)構(gòu)。

馬丁安德森接著說：“在許多疾病中，軟骨會斷裂，引起骨頭之間的摩擦，給病人帶來巨大的痛苦。在這種情況下，這種材料可能會取代?！?

這種材料的另一個優(yōu)點是它包含三維有序納米孔。這意味著它可以裝載用于各種治療目的的藥物，例如促進(jìn)愈合和減少炎癥。通過這種方式，可以進(jìn)行局部治療，從而避免了必須用藥物治療全身等事情，這可以幫助減少與副作用相關(guān)的問題。因為它無毒，所以它也可以很好地用作填充物——研究人員將整形外科視為新材料的另一個非常有趣的潛在應(yīng)用領(lǐng)域。

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