科学家开发出具有可调节特性的热塑性生物材料

公司新闻 / 2022-07-19 15:04:31

研究人员成功地“微调”了一种新型的热塑性生物材料，以使其在人体中的降解速率及其机械性能能够独立控制。

这种材料是一种聚酯，是由英国伯明翰大学和美国杜克大学的一个团队设计的，用于软组织修复或柔性生物电子学。

成功复制生物组织必需的弹性和强度，但又能在适当的时间范围内进行生物降解的材料，很难进行工程设计。这是因为用于产生材料机械性能的化学物质通常还会控制其降解速率。

该团队现在已经展示了添加琥珀酸（体内天然存在的产品）如何可以用来控制降解速率。

研究人员展示了聚酯生物材料如何在四个月的时间内逐渐降解，健康的组织长入并最终取代了植入物。还对大鼠进行了测试，以确认该材料的生物相容性和安全性。

立体化学调整以控制材料强度

通过改变琥珀酸的量，研究小组可以控制水渗透材料的速率，从而控制降解速度。通常，增加降解速度的结构变化会导致强度损失，但是这种材料已设计成具有模仿天然橡胶的特殊立体化学，并可以对其机械性能进行精细控制。这意味着可以通过进行适当的立体化学调节来补偿强度的损失。这是迄今为止在任何其他可降解生物材料中均未实现的重大进步。

该研究的合著者安德鲁·多夫（Andrew Dove）教授解释说：生物组织是复杂的，具有不同的弹性。数十年来，人们一直在努力生产具有适当物理特性并且还会在体内降解的合成代用品。”

“挑战的一部分是“一刀切”的方法行不通。我们的研究开辟了工程生物植入物的可能性，该生物植入物的性质可以针对每种特定应用进行微调。”

杜克大学的马修·贝克尔（Matthew Becker）教授指出，生物材料和再生医学界已被严格限于少数几种缺乏本研究报道的特性多样性的材料。“我们开发的材料在不断寻找新的生物材料方面提供了真正的进步。这种材料的可调性使其适用于各种不同的应用，从替换骨头到血管支架再到可穿戴电子设备。正在进行进一步的工作以证明该材料的生物相容性及其在更高级的演示中的使用。”

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