丝绸和聚合物的结合显示出持久的生物医学植入物的前景

蚕丝是由蚕和蜘蛛纺,而是人类的工程师仍对如何人为地重现这一强大而细纤维一无所知。

将丝织物与环氧树脂结合在一起,可以形成类似上述结构的层压板,用于医疗用途。图片来源:焦雯、关娟。

一组研究人员已经组合了丝绸,可在人体中安全使用,具有人造化合物。这种突破使球队更接近生产具有最佳特征的新型植入复合材料。欧洲杯足球竞彩

有希望的应用还需要几十年的时间,可能包括替换膝关节软骨软垫或手术后骨固定结构。

该团队将展示该研究结果美国化学学会(ACS) 2020秋季虚拟会议暨博览会。会议将持续到8月20日星期四th, 2020年。它包括了6000多个关于各种科学相关主题的演讲。欧洲杯线上买球

丝绸具有巨大的应用潜力,适用于生物医学应用。丝绸是多功能的,人体耐受良好,甚至可以降解并吸收它

关娟,博士,北京航空航天大学研究首席研究员

丝绸已在医药中使用了很长时间。历史新高的记录近2000年已经表明,古代医师用蚕丝缝合纤维缝合患者。目前,外科医生使用丝绸缝线来完成特定的手术,例如眼睛上的特定手术。

利用北京大学的合成聚合物和丝绸和她的合作者的组合正在寻找为医学领域创造新的多功能材料的方法,也许是其他领域。欧洲杯足球竞彩

虽然其他科学家已经生产了丝绸的复合材料,但它们经常与丝绸或短纤维中的主要蛋白质合作。欧洲杯足球竞彩

但关先生主要关注的是由一根长线纺成的丝织品。蚕茧中含有的纤维长度接近5000英尺。当这些纤维作为一个整体用于织物时,它们可以更有效地分配机械应力,相比于一系列离散的、短的纤维,Guan补充说。

在他们的分析中,关岛的研究团队就业从俗称乡村蚕的丝绸中获得家蚕,还使用从野生物种中获得的更强和柔和的纤维Antheraea pernyi

然后,该团队用聚合物基质将该织物混合,这通常是粘合剂中使用的环氧树脂。共同地,聚合物和织物产生层压板类似于在某些家具上看到的长持久表面覆盖物。随后可以基于团队的要求将该层压板切割成形状。

根据Guan和她的合作者的说法,这些新材料所表现出的特性,可以使它们比目前正在使用的组织更好地匹配人体内部欧洲杯足球竞彩的组织。

例如,研究人员正在与骨科医生合作,创造出笼状结构,可以在术后合并时暂时保持椎骨的位置;目前,金属常被用来做这种手术。

他补充说,蚕丝复合材料的刚度和硬度与骨骼更相容,与金属结构相比,可能更有弹性,但也更舒适。

但挑战仍然存在。已知人体的内侧是潮湿的,这是一个潜在的问题,因为丝绸通常被水软化并削弱。在最新的实验中,关联和她的合作者研究了蚕丝环氧复合材料如何在湿度或浸没在水中时能够忍受。欧洲杯足球竞彩

如果这些材料必须与欧洲杯足球竞彩骨骼一起使用,他们应该能够维持特定的刚度水平。这些实验表明,虽然在湿润条件下减少了这种特征,但是复合材料保持足够僵硬,以作为植入物,关注。欧洲杯足球竞彩

虽然环氧树脂牢固地与丝绸纤维结合,但它也具有重要的缺点:人体不能分解环氧树脂并吸收它,这意味着植入物意味着溶解是不合适的。

因此,关教授开始研究类似于丝绸的生物高聚物,这种高聚物可以被人体分解和吸收。但与含环氧树脂的复合材料相比,这种复合材料的内聚力更小。

关键问题是如何使生物聚合物与丝绸面料之间的界面更加强大

关娟,博士,北京航空航天大学研究首席研究员

该团队还在寻找与其他类型的纤维相容的手段。在另一个新的研究中,研究人员将碳纤维引入混合物。

将蚕丝与其他纤维杂交的概念可以产生相当不错的光谱特性,你可以针对特定的应用进行优化

罗伯特O. Ritchie,博士学位,研究作者

根据Ritchie的说法,碳纤维研究的作者,这些新颖结构材料的有前途的应用可能是人体内或甚至在飞机发动机或网球拍中。欧洲杯足球竞彩

该团队得到了北京生物医学工程高级创新中心和中央高校基础研究基金的资助和支持。

来源:https://www.acs.org/

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