10月1日2020年
诸如钢铁和钙的金属在人体内发挥着至关重要的作用,因此生物工程师希望将它们整合到用于修复皮肤,血管,肺等组织的柔软的弹力材料中并不奇怪。欧洲杯足球竞彩
设计弹性体 - 一种具有橡胶状性质的聚合物 - 是一种费力的过程,产生具有有限的多功能性的产品。但康奈尔工程师开发了一种使弹性体设计模块化过程的新框架,允许用单个聚合物混合和匹配。
框架详述了“生物降解弹性体的螯合交联,“9月22日出版先进的材料欧洲杯足球竞彩。
当康奈尔生物福克斯实验室的研究人员寻求创造一种弹性血管移植物时,框架被设想,这些血管移植物可以帮助使用铜修复心脏组织。雅东王,麦田家族基金会心脏协助技术基金会生物医学工程学院,博士后陈莹辰希望将铜纳入其移植物,因为其在诱导血管生成方面的作用 - 新血管从现有的过程中生长的过程那些。
将铜和其他金属离子与聚合物混合仍然是化学的利基面积,因此陈没有蓝图。相反,她出发了从头开始工程到生物相容性和可生物降解的弹性体。
Chen的关键突破用铜离子使用螯合配体 - 分子用两种或更多种键紧密结合金属离子,“就像螃蟹爪子如何捏一个物体,”王说。虽然化学中的螯合键被认为是中等的强度,但弹性体具有许多交联分子,因此多个螯合配体可以一起使用以形成强分子。
并且因为一个配体可以结合多个金属离子,所以它可以产生宽范围的机械性能 - 例如刚度和韧性 - 以及生物医学性质。例如,聚合物的铜离子可以用锌代替,或者可以使用铜和锌的组合 - 一种串联,其存在于用于抗击人类衰老的重要酶中。
“发现非常令人兴奋,”陈说。“我只是想跟我的铜弹性体继续前进,因为我专注于组织工程,但王教授说,”慢下来,我们需要测试这个平台的强大以及我们可以用它做的事情。“
作为概念证明,陈使用一种聚合物和六种不同的金属制造六个独特的弹性体,然后使用钙 - 镁混合物制成七弹性体。这是第一次展示可生物降解的金属离子弹性体 - 更不用说七个。
“当你展示我所做的事情时,我说,'这种材料很棒,'”王说。“你可以用这一简单的设计做了很多。使用许多不同类型的金属离子,一种聚合物可以变成八个,九个10种不同的弹性体。”
研究团队还对其弹性体进行了机械和生物相容性实验,测试了材料的应力,菌株和活性组织的能力。欧洲杯足球竞彩弹性体的耐久性和生物相容性与医学中使用的更传统的生物材料相匹配。欧洲杯足球竞彩
“铜材料非常有弹性,”陈说。“在没有破裂的情况下,它可以拉伸至少数百次。”
现在该平台已发布,陈专注于她对铜弹性体移植物的研究及其修复血管和心脏组织的能力。与此同时,她希望其他工程师将使用她的平台来创造新材料,以改善软组织重建和再生。欧洲杯足球竞彩
王争夺相同的希望,并说框架的可能申请不限于血管和其他组织,而且可能用于工业弹性体,如生物化的环保轮胎。
“我们只是刮伤了表面,”他说。
来源:http://cornell.edu/