由「防弹衣」和「面膜」材料融合做成的人造软骨,功能棒棒的

摘要

凯夫拉纳米材料刀枪不入可做防弹衣,水性凝胶可做面膜,两者融合可替代人体内坏死的「软骨」组织。

在美国,目前有 85 万名患者需要通过手术去除或替换膝关节软骨。此前由于没有良好的软骨替代品,手术往往难以进行或术后效果不佳。但现在,密歇根大学和江南大学联合开发出了一种名为「Kevlartilage」的仿生软骨材料,其性能非常接近人体天然软骨组织,或许是该类软骨组织损坏患者的福音。

人体内的软骨组织由胶原组织、少许细胞、以及 60% 到 80% 的水份等构成,组织内的蛋白质和其他生物分子通过吸纳或释放腔室中的组织液而变得柔软或强韧,可使不同状态下的骨骼之间减少摩擦及冲击。

密歇根大学和江南大学开发出的这种仿生软骨材料模仿了人体软骨组织的运行机制。在将凯夫拉纳米纤维(密度低、韧性好、易于加工成型,可用于制做防弹衣)和水性凝胶(医用聚乙烯醇,具备凝水功能,可用于制做面膜)按照一定比例融合后,可以模仿实现「软骨」组织功能。

如果在人体内植入「Kevlartilage」仿生软骨,人体不动时聚乙烯醇会吸水(跟真的软骨一样)变得柔软,到了高活动强度时则会「脱水」变得强韧。通过这种含水量的变化,可模仿天然软骨的功能,起到保护骨骼和关节的作用。而由于凯夫拉纳米纤维耐用性高,长时间使用这种仿生材料也不会损坏。

另外,这种人造软骨的凯夫拉纳米纤维和聚乙烯醇不会对生物细胞造成伤害,适合植入人体,代替坏死软骨组织。如果人体软骨还有活性,人造软骨还可起到支撑、保护人体软骨细胞生长的作用。

责任编辑:双筒猎枪

头图来源:密歇根大学

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