科学家开发出性能可调的热塑性生物材料

研究人员成功地“微调”了一种新型的热塑性生物材料，因此可以独立控制其在人体中的降解速率和机械性能。这种材料是由英国伯明翰大学和美国杜克大学的团队设计的聚酯，用于软组织修复或柔性生物电子学。很难对能够成功复制生物组织所需的弹性和强度但可以在适当的时间内进行生物降解的材料进行工程设计。这是因为用于产生材料机械性能的化学物质通常还控制其降解速率。该团队现在已经展示了如何添加琥珀酸（一种天然存在于体内的产品）可用于控制降解速率。研究人员展示了聚酯生物材料如何在四个月的时间内逐渐降解，健康的组织得以生长并最终替代了植入物。还对大鼠进行了测试，以确认该材料的生物相容性和安全性。立体化学调节以控制材料强度通过改变琥珀酸的量，研究团队可以控制水渗透材料的速率，从而控制降解速率。通常，增加降解速率的结构变化将导致强度损失，但是这种材料已被设计为具有模仿天然橡胶的特殊立体化学，并且可以很好地控制其机械性能。这意味着可以通过进行适当的立体化学调节来补偿强度的损失。迄今为止，这是任何其他可降解生物材料都没有实现的重大进步。该研究的合著者安德鲁·多夫（Andrew Dove）教授解释说：生物组织很复杂，并且具有不同的弹性。几十年来，人们一直在尝试生产具有适当物理特性并且在体内降解的合成替代品。 “部分挑战在于“一刀切”的做法无法奏效。我们的研究开辟了工程化的生物植入物可以针对每种特定应用微调生物植入物的特性。杜克大学的马修·贝克尔（Matthew Becker）教授指出，生物材料和再生医学界已被严格限制为少数几种缺乏本研究报告的特征多样性的材料。 “我们开发的材料正在不断寻找新材料。在生物材料方面提供了真正的进步。这种材料的可调节性使其适合各种应用，从替换骨头到血管支架再到可穿戴电子设备。在更高级的演示中证明材料的生物相容性及其用途。”