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纺织科技

蚕丝与聚合物混合,制造出更好的生物医用植入

发布人:万豪娱乐 来源:万豪国际娱乐平台

    

  航空航天大学的一个团队成功地将天然材料和人工材料结合在一起,创造出了坚固的结构,尽管研究人员表示,在将其植入人体之前还需要进一步的工作。《专业工程》发表了这些初步结果。

  虽然其他研究人员已经开发出了与蚕丝有关的复合材料,但他们通常只研究它的主要蛋白质或短纤维。然而,关一直专注于用一根长而单一的线织成的丝织品。蚕茧的纤维长度可以超过1500米。当整体使用时,它们比一系列较短的、离散的应力分布更有效。

  项目负责人关娟(Juan Guan)说:“蚕丝在生物医学应用方面具有巨大潜力。丝绸用途广泛,人体对它的耐受性很好,甚至可以降解和吸收它。”关教授的团队使用了来自普通家养蚕的丝,以及来自野生品种柞蚕的更坚韧、更具弹性的纤维。

  研究人员将这种织物与聚合物基质相结合,如用于粘合剂的环氧树脂。织物和聚合物一起形成了层压板——类似于在一些家具上发现的耐用表面——可以切割成所需的形状。

  研究小组说,这些新材料的特性可以使它们比目前使用的材料更适合人体组织。他们正在与骨科医生合作,创造一种类似的结构,可以在手术后椎体融合时暂时固定在原位,而手术通常是用金属完成的。

  虽然环氧树脂牢固地附着在丝纤维上,但研究人员承认它有一个“主要的缺点”——身体不能分解和吸收环氧树脂,这意味着它不适合植入物溶解。

  为了解决这个问题,关最近开始研究生物高聚物,比如蚕丝,人体可以分解和吸收。然而,这些复合材料的内聚性比环氧树脂的要低。

  碳纤维研究的作者Robert O. Ritchie说:“将蚕丝与其他纤维‘混合’的概念使它有可能产生一个相当不错的性能谱,你可以为给定的应用进行优化。这些新型结构材料的潜在用途可能在‘任何地方’——在人体内,甚至在网球拍或飞机引擎上。”

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