科学家开发出可媲美生物软组织的人工材料

(整期优先)网络出版时间:2009-04-14
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一个来自澳大利亚和韩国的研究小组最近开发出一种多孔新型海绵状材料,其力学特性与生物软组织非常相似,且包含一个由DNA链和碳纳米管组成的坚固网络。对于现代植入术及人工组织和器官的生长来说,生产出与自然特性密切相仿的材料是很重要的。但是,人体内的组织具有各种性状,这些性状在合成材料中很难再现,因为人体组织既柔软又十分坚韧。软组织,如肌腱、肌肉、血管、皮肤或其他器官,可从细胞外基质获得其力学支持,细胞外基质是一个基于蛋白质的纳米纤维网络。细胞外基质中的不同蛋白质形态生产出带有不同刚度的组织。组织生长用的植入物和棚架需要多孔的软质材料,这些材料通常是非常脆弱的。由于许多生物组织经常受到强烈的力学负荷,因此为了避免炎症,植入材料拥有类似的弹性也很重要。同时,该材料必须非常牢固和有弹性,否则它可能会断裂。此次开发的这项新技术使用DNA链作为基质,这些DNA链将棚架状碳纳米管完全包裹住,并形成了一个胶体。这种胶体在注入特殊容器时可拉成非常细的线,进而编织成纤维。干燥后的这种纤维具有多孔海绵状结构,并包含一个50纳米宽的纳米纤维交织而成的网络。将这些纤维浸泡在氯化钙溶液中可使DNA发生进一步交联,并导致纤维变得更为密集,连接...