中科院福建物构所官轮辉研究员团队《Mater. Horiz.》:基于有序纤维结构水凝胶的人工韧带
2023-01-14 来源:高分子科技
骨骼和关节在许多生物体中起着支撑和连接的作用。附着在骨骼上的韧带、肌腱和其他结缔组织负责人体的大部分活动。此外,这些软组织必须承受自身重量的数千倍,同时在数百万次机械负载循环中保持高韧性 (~1000 J m-2)。在一些情况下,由于长期操作和受伤,韧带可能会断裂或损坏,严重影响人体的健康和活动。因此,迫切需要能够适配人体组织的仿生材料,以用于组织修复。在众多潜在替代品中,水凝胶以其含水量高、质地柔软、与人体相容性好等特点脱颖而出。但是,绝大部分的水凝胶缺乏稳定的结构来抵抗疲劳和断裂。与天然承重材料相比,传统水凝胶交联松散、各向同性和均质,因此在实际应用中相对脆弱。它们的拉伸强度通常低于1 MPa,容易断裂。
图1基于有序纤维结构的强韧人造韧带
图2人造韧带的力学性能和抗疲劳性
图3人造韧带的应变响应特性及传感器应用
图4 人工韧带仿生实验及细胞毒性试验
该工作以“Tough hydrogel with high water content and ordered fibrous structures as artificial human ligament”为题发表在《Material Horizon》上。文章第一作者是福州大学机械学院-中科院福建物构所联合培养博士韩松久。通讯作者为中国科学院福建物质结构研究所黄建仁博士和官轮辉研究员。
原文链接:https://doi.org/10.1039/D2MH01299E
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(责任编辑:xu)
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