加州大學洛杉磯分校的材料科學家和他們的同事們已經開發(fā)出一種新的方法來制造合成生物材料，該材料可以模仿肌腱和其他生物組織的內部結構，拉伸性，強度和耐用性。

研究人員開發(fā)了一種兩管齊下的方法來增強現有水凝膠的強度，這些水凝膠可用于制造比天然組織堅韌10倍的人造腱，韌帶和軟骨。盡管水凝膠主要包含很少固形物(約10%的聚合物)的水，但它們比100%聚合物的凱夫拉爾和橡膠更耐用。直到最近發(fā)表在《自然》上的這項研究，在含水聚合物中都從未實現過這種突破。新的水凝膠還可以為植入式或可穿戴醫(yī)療設備提供涂層，以改善其貼合性，舒適性和長期性能。

加州大學洛杉磯分校薩穆利分校工程學院材料科學與工程助理教授，研究負責人何希敏說：“這項工作顯示了一種與天然生物組織相當甚至比其強大的人造生物材料的非常有前途的途徑。”

水凝膠是一類廣泛的材料，其內部結構由交叉聚合物或凝膠組成。它們顯示出有望用作替代組織，以暫時閉合傷口或作為長期甚至永久性解決方案。另外，凝膠可用于軟機器人和可穿戴電子設備。

但是，當前的水凝膠強度不足或不能持久耐用，無法模仿或替代需要承受重量而反復運動和彎曲的組織。為了解決這些問題，由UCLA領導的團隊采用了分子和結構工程方法的組合，這種方法以前并未一起用于制造水凝膠。

首先，研究人員使用了一種稱為“冷凍澆鑄”的方法，這種固化過程會產生類似于海綿的多孔且濃縮的聚合物。其次，他們使用“鹽析”處理將聚合物鏈聚集并結晶成堅固的原纖維。由此產生的新型水凝膠具有一系列跨越多個不同尺度的連接結構-從分子水平到幾毫米。這些多重結構的層次結構類似于生物對應結構，使材料更堅固，更易拉伸。

正如團隊所證明的那樣，這種通用方法是高度可定制的，并且可以在人體中復制各種軟組織。

UCLA

研究人員使用聚乙烯醇(一種已經獲得食品和藥物管理局批準的材料)制造水凝膠原型。他們測試了它的耐用性，在30,000次拉伸測試后沒有發(fā)現變質的跡象。在光照下，新的水凝膠產生了逼真的微光，類似于真實的肌腱，證實了凝膠中形成的微/納米結構。

除了生物醫(yī)學應用之外，由于水凝膠的靈活性，這種進步還可能為操作無數次循環(huán)的外科手術機器或生物電子學以及以前無法實現的3D打印帶來潛力。實際上，該團隊證明了這種3-D打印的水凝膠結構可以轉變成其他形狀，以適應溫度，酸度或濕度的變化。它們充當人造肌肉，彈性更大，可以施加很大的力量。

　　免責聲明：本文由用戶上傳，與本網站立場無關。財經信息僅供讀者參考，并不構成投資建議。投資者據此操作，風險自擔。 如有侵權請聯系刪除！