科學(xué)家仿生藕斷絲連，制出新型手術(shù)縫線(xiàn)

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書(shū)宏院士團隊基于“藕斷絲連”這一自然現象，深入探究了蓮絲纖維的微觀(guān)結構與力學(xué)性能，并受此啟發(fā)研制出了一種可用于手術(shù)縫線(xiàn)的仿蓮絲細菌纖維素水凝膠纖維。相關(guān)研究成果1月5日發(fā)表在《納米通信》上。

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" w" u. l+ p/ r* E' H) R: |5 P研究人員將細菌纖維素（BC）水凝膠加工成具有仿蓮絲微米螺旋結構的水凝膠纖維（BHF），該水凝膠纖維兼具較高的強度和韌性，同時(shí)具有優(yōu)異的親水性和生物相容性。此外仿生螺旋結構還賦予了該材料與人體皮膚相近的彈性，在傷口處受力變形時(shí)，BHF可有效緩沖并吸收能量，與人體組織實(shí)現同步形變，從而避免割傷傷口造成二次傷害。相對于傳統的棉線(xiàn)或聚合物線(xiàn)，水凝膠纖維縫線(xiàn)具有高生物相容性、高含水量、低刺激性和低摩擦阻力等特點(diǎn)，在保護受損組織、促進(jìn)傷口愈合以及減少不良反應方面都具有顯著(zhù)的優(yōu)勢，因此有望成為下一代新型高端手術(shù)縫線(xiàn)。
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與高分子鏈形成的水凝膠不同，具有螺旋結構的BHF是一種由三維納米纖維網(wǎng)絡(luò )構成的水凝膠，因此具有獨特的力學(xué)性能。同時(shí)，細菌纖維素水凝膠的三維納米纖維網(wǎng)絡(luò )使BHF具有超過(guò)90 MPa的高強度。其特有的纖維素納米纖維網(wǎng)絡(luò )和仿生螺旋結構為該材料帶來(lái)了獨特的“可拉伸、不回彈”的力學(xué)性能，為其在高端手術(shù)縫線(xiàn)領(lǐng)域的應用打下了良好的基礎。


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另外，納米纖維水凝膠的多孔結構還使BHF能夠吸附抗生素或抗炎藥物等，并持續在傷口處釋放，從而起到抗炎和加速傷口愈合的作用?；谶@種仿生設計，BHF有望在更多的醫用材料領(lǐng)域上展現出其獨特的應用潛力。據悉，目前該材料相關(guān)專(zhuān)利已審核通過(guò)并獲得授權。
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