2020年8月18日
蚕丝是由蚕和蜘蛛纺成的，但人类工程师仍然不知道如何人工复制这种强壮而精细的纤维。
将真丝织物与环氧树脂相结合，就可以制成类似上述结构的医用层压板。图片来源:焦雯、关娟。
一组研究人员将可在人体内安全使用的丝绸与人造化合物结合起来。这一突破使该团队更接近于生产具有两者最佳特性的新型植入式复合材料。亚博网站下载
有前景的应用可能包括替代膝关节软骨垫或术后保持骨骼原位的结构，这仍需几十年的时间才能实现。
团队将在会议上展示研究结果美国化学学会(ACS)秋季2020虚拟会议和博览会。会议将持续到8月20日(星期四)th,2020年。它包括6000多个关于各种科学相关主题的演讲。亚博老虎机网登录
蚕丝在生物医学领域有着巨大的应用潜力。丝绸用途广泛，人体对其耐受性很好，甚至可以降解和吸收．
关娟，博士，研究负责人，北京航空航天大学
丝绸用于医药已有很长时间了。可追溯到近2000年的记录显示，古代医生用蚕织的纤维缝合病人。目前，外科医生使用丝线来完成特定的手术，如眼部手术。
利用合成聚合物和丝绸的结合，关和她来自北航大学的合作者正在寻找创造新的、多功能材料的方法，用于医学领域，也许还有其他领域。亚博网站下载
尽管其他科学家已经生产出了基于丝的复合材料，但他们经常研究丝或短纤维中的主要蛋白质。亚博网站下载
但关羽主要关注的是由一根长线纺成的丝织品。蚕茧中含有的纤维长度可达5000英尺。当这些纤维作为一个整体在织物中使用时，与一系列离散的、较短的纤维相比，它们可以更有效地分配机械应力，Guan补充道。
在他们的分析中，关的研究小组使用了从普通家蚕中提取的蚕丝家蚕，还使用了从野生物种中提取的更强壮、更具弹性的纤维Antheraea pernyi．
然后，研究小组将这种织物与聚合物基质混合，聚合物基质通常是用于粘合剂的环氧树脂。聚合物和织物共同创造出一种类似于某些家具上持久表面覆盖物的层压板。该层压板随后可根据团队要求切割成各种形状。
据关和她的合作者称，这些新材料的特性使它们比目前使用的材料更适合人体内部组织。亚博网站下载
例如，研究人员正在与骨科医生合作，创造一种笼状结构，可以在术后结合时暂时保持椎骨在原位;目前，这种手术通常使用金属。
他补充说，丝绸复合材料的刚度和硬度与骨骼更相容，与金属结构相比，它们可能更有弹性，但也更舒适。
但挑战依然存在。众所周知，人体内部是潮湿的，这是一个潜在的问题，因为蚕丝通常会被水软化和削弱。在最新的实验中，关和她的合作者研究了丝环氧复合材料在潮湿或浸泡在水中时的耐受性。亚博网站下载
如果这些材料必须与亚博网站下载骨骼一起使用，它们应该能够维持特定的刚度水平。Guan指出，这些实验表明，尽管在较潮湿的条件下，这一特征有所减少，但复合材料仍然具有足够的硬度，可以用作植入物。
尽管环氧树脂牢固地结合在丝纤维上，但它也有一个主要缺点：人体无法分解和吸收环氧树脂，这意味着它不适合用于溶解的植入物。
因此，Guan已经开始研究生物聚合物，类似于丝绸，可以被身体分解和吸收。但与含有环氧树脂的复合材料相比，这种复合材料的内聚力更小。
关键问题是如何使生物高聚物和丝绸之间的界面更加牢固．
关娟，博士，研究负责人，北京航空航天大学
该团队还正在寻找用其他种类的纤维补充丝绸的方法。在另一项新的研究中，研究人员将碳纤维引入混合物中。
将蚕丝与其他纤维杂交的概念使其有可能产生一个相当好的性能光谱，你可以针对特定的应用进行优化．
Robert O.Ritchie博士，研究作者
据碳纤维研究的作者里奇说，这些新型结构材料在人体内的任何地方，甚至在飞机发动机或网球拍上都有很好的应用前景。亚博网站下载
该团队得到了北京生物医学工程高级创新中心和中央高校基础研究基金的资助和支持。
资料来源：https://www.acs.org/