从蠕虫相互缠绕中获灵感 研究人员开发出心脏创可贴

近年来,水凝胶在新材料领域受到广泛关注,尤其是在医疗领域,其独特的特性展现出了巨大的价值与应用潜力。水凝胶具有高含水量、良好的生物相容性、可调节的机械性能以及对外界刺激的响应性等特点,理论上能够在药物释放、组织修复、细胞治疗等多个方面获得应用。 作为药物释放载体,水凝胶能够精确控制药物的释放速率,实现药物的持续、稳定供给;作为医用敷料,它能够保持创面湿润,促进伤口愈合,减少疤痕形成;而在组织工程和细胞治疗中,水凝胶则提供了理想的细胞生长微环境,促进细胞的增殖与分化。 但与此同时,水凝胶材料也存在一些问题,其中部分问题是加工工艺导致的。例如传统3D打印水凝胶存在拉伸时容易断裂、压力下容易破裂的情况,还有可能由于太硬而无法在组织周围成形,简单的说就是缺乏弹性与强度,难以应用到实际医疗中。事实上这也成为了该材料在医疗领域需要解决的关键问题之一。 关于这一点,最近似乎有了解决途径。一个由美国科罗拉多大学博尔德分校与宾夕法尼亚大学研究人员组成的团队,合作研发出了一种新的材料。这种材料兼顾了弹性与韧性,并且易于塑形,能够轻松黏附在湿润的组织上,被媒体评价为可以为新一代生物材料的开发铺路的突破性成果。 据悉,该材料的灵感来自于蠕虫相互缠绕的复杂结构。研究人员通过模仿这种结构,将长分子缠绕在3D打印材料中从而生产出弹性足以承受心脏的持续跳动、韧性足以承受关节的挤压负荷的材料。并且测试结果表明在承受相同重量的情况下,这种材料有远超标准3D打印材料韧性。 此外,在相关的采访中,研究人员还提到了其具备制造用于修复心脏缺损的“心脏创可贴”的可能,此外,诸如用于向器官或软骨组织递送再生药物以抑制椎间盘突出,用于缝合伤口以避免传统针线和缝合方式带来的组织损伤等也展现了丰富的应用前景。 相信这种材料的出现,能为现代医疗技术注入了新的活力与希望,随着技术的不断完善,能够为改善患者身体,带去积极影响。