来自瑞典查尔默斯科技大学的研究人员创造了一种新型的、具有独特属性的类似橡胶的材料,它可以在医疗过程中代替人体组织。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推崇的科学杂志ACS Nano上。
在医疗技术产品的发展过程中,对与人体相结合的新型自然材料有着巨大的需求。将材料引入体内会带来很多风险,比如严重的感染等。今天使用的许多物质,如肉毒杆菌,都是剧毒的。我们需要新的、适应性更强的材料。
在这项新的研究中,查尔默斯的研究人员开发了一种材料,这种材料仅由一些已经被证明对人体有效的成分组成。
该材料的基础与有机玻璃相同,是一种常见的医疗技术应用材料。通过重新设计其组成,并通过一个称为纳米结构的过程,他们给了这种新专利材料一个独特的性能组合。研究人员最初的目的是制造一种坚硬的类似骨头的材料,但他们得到了令人惊讶的结果。
“我们非常惊讶地发现,这种材料变得非常柔软、有弹性和非常有弹性。我们的结论是,它不能作为骨骼替代材料。但是,新的和意想不到的性质使我们的发现同样令人兴奋,”材料科学博士、该研究的研究人员之一Anand Kumar Rajasekharan说。
结果表明,这种新型的类橡胶材料可能适合于许多需要高弹性、易加工、适合医学用途等特殊性能的应用。
“我们现在看到的第一个应用是导尿管。这种材料的结构可以防止细菌在表面生长,这意味着它非常适合用于医学用途,”该研究的负责人、查尔默斯大学的化学教授马丁·安德森(Martin Andersson)说。
这种新型纳米橡胶材料的结构允许对其表面进行处理,使其以一种自然、无毒的方式抗菌。这是通过将抗菌肽(一种小蛋白,是我们先天免疫系统的一部分)贴在它的表面来实现的。这有助于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。
因为这种新材料可以通过钥匙孔手术注射和插入,它也可以帮助减少激烈的手术和重建身体部分的操作。这种材料可以通过标准套管作为一种粘性流体注入,这样它就可以在体内形成自己的弹性结构。或者,材料也可以根据需要3D打印成特定的结构。
“很多疾病的软骨都会断裂,骨头之间会产生摩擦,给患者带来巨大的疼痛。这些材料可能在这些情况下起到替代作用,”马丁·安德森继续说道。
这种材料的另一个优点是它包含了三维有序的纳米孔。这意味着它可以装载药物,用于各种治疗目的,如改善愈合和减少炎症。这允许局部治疗,避免,例如,必须用药物治疗整个身体,这可能有助于减少与副作用相关的问题。由于它是无毒的,它也可以用作填充物——因此,研究人员认为整形手术是这种新材料的另一个非常有趣的潜在应用领域。
“我现在正与我们新成立的公司Amferia一起全职工作,将研究成果推广到工业界。我很高兴地看到大家对我们的材料很感兴趣。就实现我们的目标而言,这是有希望的,我们的目标是提供真正的社会效益,”阿南德总结道。