紡織行業(yè)中,經(jīng)常會(huì)將自然纖維與人造纖維混合,以生產(chǎn)更高級舒適的服裝面料。美國華盛頓大學(xué)的研究人員利用同樣方法,將殼聚糖與聚己內(nèi)酯混合,創(chuàng)造出一種兼?zhèn)渥匀徊牧仙锾匦院腿斯げ牧蠙C(jī)械韌度的新材料,不僅可作為神經(jīng)修復(fù)用的神經(jīng)導(dǎo)管材料,在生物醫(yī)學(xué)的其他領(lǐng)域也具有光明的應(yīng)用前景。該研究成果發(fā)表在近期《新材料》雜志網(wǎng)絡(luò)版上。
神經(jīng)導(dǎo)管是外科手術(shù)中用來縫合神經(jīng)的常用材料,除要求具有生物相容性外,還要能夠在溶液中保持穩(wěn)定狀態(tài),不易塌陷、斷裂。目前常用的神經(jīng)導(dǎo)管是由膠原蛋白(一種提取自動(dòng)物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)蛋白)制成,不僅昂貴,而且有可能觸發(fā)人體免疫反應(yīng),在潮濕環(huán)境中也會(huì)變得脆弱易損。
為解決這個(gè)問題,華盛頓大學(xué)的張泌琴(音譯)教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組研制出一種新型復(fù)合材料。他們使用靜電紡織技術(shù),將聚己內(nèi)酯和殼聚糖兩種材料制成納米纖維后編織在一起,形成與人體細(xì)胞周圍的結(jié)締組織質(zhì)地相似的納米級復(fù)合纖維——?dú)ぞ厶蔷埘。聚己?nèi)酯是一種常用于手術(shù)縫合線的材料,有很好的強(qiáng)度和柔韌性,可生物降解,但因其表面具有排水性而不適于作為神經(jīng)導(dǎo)管材料;殼聚糖則取自于甲殼類動(dòng)物(如蟹、蝦)的外殼,便宜易取,可生物降解,且具有生物相容性,不會(huì)引發(fā)人體免疫反應(yīng)。其表面粗糙,適于體內(nèi)細(xì)胞生長。但其遇水會(huì)膨脹,在潮濕的環(huán)境中會(huì)變得脆弱。
研究小組利用這種新型復(fù)合材料制造出直徑1.5毫米、長5至15厘米的原型神經(jīng)導(dǎo)管,并進(jìn)行了比較測試。結(jié)果表明,殼聚糖聚酯無論是在干燥還是潮濕的環(huán)境下,都表現(xiàn)出穩(wěn)定的強(qiáng)度、彈性和耐壓性。在類似于人體內(nèi)部的潮濕環(huán)境中,殼聚糖聚酯導(dǎo)管的抗拉力是乳酸-羥基乙酸共聚物制成的導(dǎo)管的兩倍,是膠原蛋白導(dǎo)管的八倍。
張泌琴教授指出,這種新型復(fù)合材料不僅可用于神經(jīng)導(dǎo)管的制造,在醫(yī)用輔料、心臟移植、肌腱、韌帶、軟骨、肌肉修復(fù)以及其他生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。
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