2020年10月1日
金属,如铁和钙在人体中起关键作用,所以毫无疑问,工程师们想将它们集成到柔软,弹性材料用于修复皮肤、血管、肺和其他组织。亚博网站下载
设计弹性体——一种聚合物橡胶属性——是一个艰苦的过程,产生一个产品有限的多功能性。但是康奈尔大学的工程师们开发了一个新的框架,使弹性体设计模块化的过程中,允许不同金属的混合和匹配与一个单一的聚合物。
框架是详细的“可降解螯合交联弹性体,”9月22日发表在先进材料亚博网站下载。
框架是康奈尔大学的研究人员在Biofoundry实验室试图创建一个弹性血管移植,可以帮助修复心脏组织使用铜。Yadong Wang McAdam家庭基金会教授Meinig开办心脏辅助技术的生物医学工程学院博士后Ying Chen想铜合并到他们的贪污,因为在诱导血管生成的作用,新血管的过程从现有的成长。
混合铜和其他金属离子与聚合物一直是利基领域的化学,所以没有陈的蓝图。相反,她开始从头工程师生物相容性和可生物降解的弹性体。
陈的关键突破她交联聚合物使用螯合配体与铜离子-分子紧密结合金属离子利用两个或两个以上的债券,“像蟹爪捏一个对象,“王说。而螯合债券被认为是温和的力量在化学、弹性体有许多交联的分子,所以大量的螯合配体可以在一起形成一个强有力的分子。
因为一个配体可以绑定多个金属离子,它可以产生各种各样的机械性能,如刚度和韧性,以及生物医学属性。例如,聚合物的铜离子会取代锌、铜和锌的结合也可以使用——一个串联在对抗人类衰老的一个重要的酶。
“发现非常令人兴奋,”陈先生说。“我只是想继续我铜弹性体因为我专注于组织工程,但是王教授说,“慢下来,我们需要测试这个平台是多么强大,我们能做什么。”
陈的概念,设计六个独特的使用一个聚合物弹性体和六种不同的金属,然后由七分之一使用钙镁混合弹性体。这是第一次有人表现出可降解金属离子弹性体——更不用说7。
“当应给我她做了什么,我说,这种材料是惊人的,”王说。“有这么多的你能做的只有这一个简单的设计。使用许多不同类型的金属离子,一个聚合物可以变成8、9、10个不同的弹性体。”
研究小组也表现在他们的弹性体机械和生物相容性实验,测试材料的应力、应变和用于活组织的能力。亚博网站下载弹性体的耐用性和生物相容性与更传统的生物材料在医学使用。亚博网站下载
“铜材料非常有弹性,”陈先生说。”可以延伸至少数百次没有断裂。”
现在平台发表了,陈将研究的重点放在铜弹性体贪污和修复血管和心脏组织的能力。与此同时,她希望其他工程师将使用平台来创建新材料改善软组织重建和再生。亚博网站下载
王同样的希望,并表示可能的应用程序框架并不局限于血管和其他组织,但有可能被用于工业弹性体环保轮胎等生物降解。
“我们只是皮毛,”他说。
来源:http://cornell.edu/