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。
在医疗技术产品的开发中,对适合整合在体内的新型自然主义材料有很大的需求。这是因为将材料引入体内会带来许多风险,包括严重感染。今天使用的许多物质,例如肉毒杆菌毒素,都是剧毒的。因此,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。
该材料的基础是有机玻璃,有机玻璃是医疗技术应用中常用的材料。通过重新设计其化妆品,并利用称为纳米结构的工艺,研究人员能够为新获得专利的材料赋予独特的性能组合。
他们最初的目的是生产一种坚硬的骨状材料,但结果令人惊讶。“我们非常惊讶地发现这种材料非常柔软,富有弹性并且极富弹性。它不能作为骨替代材料使用。我们得出结论。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说。 Rajasekharan,这项研究的研究者之一。
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特性组合的应用-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。在查默斯(Chalmers)担任研究和化学教授。
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)粘附在其表面上来实现的。这些肽可以帮助减少对抗生素的需求,这是在对抗日益增长的抗生素耐药性方面的重要贡献。
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,可以根据需要将材料3D打印到特定的结构中。
安德森补充说:“在许多疾病中,软骨破裂并在骨头之间产生摩擦,给患病的人造成了极大的痛苦。在这种情况下,这种材料可能会起到替代作用。”
该材料的另一个优点是,它包含三维有序的纳米孔,可以在其中装载药物以用于各种治疗目的,例如改善愈合和减轻炎症。这意味着它可以用于局部治疗,从而避免了例如必须用药物治疗整个身体的情况,这可以帮助减少与副作用有关的问题。由于无毒,该材料也可以很好地用作填充剂-研究人员将整形外科视为另一个非常有趣的潜在应用领域。
为了使新材料的发现有用并商业化,研究人员在论文发表之前对其创新进行了专利申请。该专利归新兴公司Amferia拥有,该公司由Andersson和Rajasekharan以及最近在Chalmers获得材料科学博士学位的研究员Saba Atefyekta共同创立。Anand现在是Amferia的首席执行官,并将推动新材料的应用和公司的发展。
“我现在正在与我们新成立的公司Amferia进行全职合作,以将研究成果推向行业。我很高兴看到对我们的材料有很多真正的兴趣。就实现我们的目标(提供真实的目标)而言,这是有希望的社会利益。” Rajasekharan总结道。