具有最佳性能的纳米橡胶状材料可以替代人体组织
瑞典查尔默斯工业大学的研究人员创造了一种具有独特性能的新型橡胶状材料,可在医疗程序中替代人体组织。这种材料有可能对许多人的生活产生重大影响。这项研究最近发表在备受赞誉的科学期刊ACS Nano上。
在医疗技术产品的开发中,对适合与身体整合的新型自然主义材料有很大的需求。将材料引入体内会带来很多风险,例如严重感染。今天使用的许多物质,例如肉毒杆菌毒素,都是剧毒的。需要新的,更适应的材料。
在这项新研究中,查默斯(Chalmers)研究人员开发了一种仅由已证明可在人体中正常工作的成分组成的材料。
该材料的基础与有机玻璃相同,有机玻璃在医疗技术应用中很常见。通过重新设计其妆容,并通过称为纳米结构的工艺,他们为新获得专利的材料赋予了独特的性能组合。研究人员的最初意图是生产一种坚硬的骨样材料,但结果令人惊讶。
“我们对这种材料变得非常柔软,柔韧性和极强的弹性感到非常惊讶。我们总结说,它不能用作骨替代材料。但是新的出乎意料的特性使我们的发现同样令人兴奋,” Anand Kumar Rajasekharan说,材料科学博士学位,是该研究的幕后研究员之一。
结果表明,这种新型的橡胶状材料可能适合许多需要罕见的性能组合的应用-高弹性,易加工性和医疗用途。
“我们目前正在寻找的第一个应用是导尿管。这种材料的制造方式可以防止细菌在表面生长,这意味着它非常适合医疗用途,”该产品的研究负责人Martin Andersson说。查尔默斯大学研究和化学教授。
新的纳米橡胶材料的结构允许对其表面进行处理,从而使其以天然,无毒的方式变得抗菌。这是通过将抗菌肽(我们先天免疫系统中的小蛋白)粘在其表面上来实现的。这可以帮助减少对抗生素的需求,这是对抗不断增长的抗生素耐药性的重要贡献。
由于新材料可以通过锁孔手术进行注射和插入,因此还可以帮助减少对剧烈手术和重建身体部位的手术的需求。该材料可以通过标准套管以粘性流体的形式注入,从而在体内形成其自身的弹性结构。或者,也可以根据需要将材料3D打印到特定的结构中。
马丁·安德森继续说:“在许多疾病中,软骨破裂,骨头之间产生摩擦,给患病的人造成极大的痛苦。在这种情况下,这种材料可能会替代。”
该材料的另一个优点是它包含三维有序的纳米孔。这意味着它可以装载药物,用于各种治疗目的,例如改善愈合和减轻炎症。这样就可以进行局部治疗,从而避免了例如必须用药物治疗整个身体的事情,这可以帮助减少与副作用有关的问题。由于它是无毒的,因此它也可以很好地用作填充剂-研究人员将整形外科视为新材料的另一个非常有趣的潜在应用领域。