未來納米橡膠狀材料或?qū)⒛軌蛱娲梭w組織

（文章來源：中國(guó)數(shù)字科技館）

查爾姆斯理工大學(xué)（Chalmers）的研究人員開發(fā)了一種具有獨(dú)特性能組合的新型合成橡膠狀材料。該材料適合用于支撐或替換人體組織的各種醫(yī)療設(shè)備。圖像中3D打印的“鼻子”是材料充當(dāng)軟骨替代品的示例。 （圖片來源：Anna Lena Lundqvist / Chalmers）

瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的研究人員創(chuàng)造了一種新型的橡膠狀材料，具有獨(dú)特的性能，可以在醫(yī)療程序中作為人體組織替代品。這種材料有可能對(duì)許多人的生活產(chǎn)生重大影響。這項(xiàng)研究最近發(fā)表在備受贊譽(yù)的科學(xué)期刊ACS Nano上。

在醫(yī)療技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)中，能夠與身體契合的新型自然材料有很大的市場(chǎng)需求。在人體內(nèi)引入外來材料附有很多風(fēng)險(xiǎn)，比如說嚴(yán)重的感染。今天使用的許多物質(zhì)，例如肉毒桿菌毒素，都是劇毒的。我們需要新型、適應(yīng)性更好的材料。

在這項(xiàng)新研究中，查爾姆斯（Chalmers）研究人員開發(fā)了一種材料，僅由可在人體中正常工作的成分組成。該材料的基礎(chǔ)與有機(jī)玻璃相同，有機(jī)玻璃應(yīng)用于許多醫(yī)療技術(shù)應(yīng)用中。通過重新設(shè)計(jì)成分，并通過形成納米結(jié)構(gòu)的過程，研究人員賦予了該材料獨(dú)特的性能組合。他們最初的目的是生產(chǎn)一種堅(jiān)硬的類骨材料，但結(jié)果卻出乎意料。

“我們非常驚訝地發(fā)現(xiàn)這種材料非常柔軟，靈活并且極富彈性。我們得出的結(jié)論是它不能作為堅(jiān)骨替代材料使用。但是出乎意料的新特性使我們的發(fā)現(xiàn)同樣令人興奮，”Anand Kumar說。Rajasekharan博士是材料科學(xué)系的一名研究員，也是該研究的幕后研究員之一。

結(jié)果表明，這種新型的橡膠狀材料可能適合具有許多罕見特性組合需求的應(yīng)用，這些特性包括高彈性，易加工性以及醫(yī)療適用性。

“我們當(dāng)前著眼的首個(gè)應(yīng)用是導(dǎo)尿管。這種材料可以抑制細(xì)菌在表面生長(zhǎng)的方式來構(gòu)造，使它非常適用于醫(yī)療用途，”該產(chǎn)品的研究負(fù)責(zé)人、查爾姆斯理工大學(xué)研究的化學(xué)教授Martin Andersson表示。對(duì)新的納米橡膠材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表面處理，使其具有天然，無毒的抗菌性能。這是通過將抗菌肽（先天免疫系統(tǒng)中的小蛋白）粘附在其表面來實(shí)現(xiàn)的。這可以減少對(duì)抗生素的需求，是一項(xiàng)對(duì)抗不斷增長(zhǎng)的抗生素耐藥性的重要貢獻(xiàn)。

由于新材料可以通過鎖孔手術(shù)進(jìn)行注射與嵌入，因此也可以減少對(duì)劇烈手術(shù)和重建身體部位手術(shù)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入，從而在體內(nèi)形成其自身的彈性結(jié)構(gòu)，或者也可以根據(jù)需要將材料3D打印到特定的結(jié)構(gòu)中。

Martin Andersson繼續(xù)說：“在許多疾病中，軟骨破裂，骨頭之間產(chǎn)生摩擦，給病患造成極大的痛苦。在這種情況下，這種材料可能會(huì)成為替代品?！?/p>

該材料的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它包含三維有序的納米孔。這意味著可以為各種治療目的（例如改善愈合和減輕炎癥）加載藥物。這樣就可以進(jìn)行局部治療，從而避免了諸如必須用藥物治療整個(gè)身體的事情，幫助減少與副作用有關(guān)的問題。由于它是無毒的，因此也可以很好地用作填充劑，因此研究人員將整形外科視為新材料的另一個(gè)非常有趣的潛在應(yīng)用領(lǐng)域。
（責(zé)任編輯：fqj）