未来纳米橡胶状材料或将能够替代人体组织

（文章来源：中国数字科技馆）

查尔姆斯理工大学（Chalmers）的研究人员开发了一种具有独特性能组合的新型合成橡胶状材料。该材料适合用于支撑或替换人体组织的各种医疗设备。图像中3D打印的“鼻子”是材料充当软骨替代品的示例。 （图片来源：Anna Lena Lundqvist / Chalmers）

瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员创造了一种新型的橡胶状材料，具有独特的性能，可以在医疗程序中作为人体组织替代品。这种材料有可能对许多人的生活产生重大影响。这项研究最近发表在备受赞誉的科学期刊ACS Nano上。

在医疗技术产品的开发中，能够与身体契合的新型自然材料有很大的市场需求。在人体内引入外来材料附有很多风险，比如说严重的感染。今天使用的许多物质，例如肉毒杆菌毒素，都是剧毒的。我们需要新型、适应性更好的材料。

在这项新研究中，查尔姆斯（Chalmers）研究人员开发了一种材料，仅由可在人体中正常工作的成分组成。该材料的基础与有机玻璃相同，有机玻璃应用于许多医疗技术应用中。通过重新设计成分，并通过形成纳米结构的过程，研究人员赋予了该材料独特的性能组合。他们最初的目的是生产一种坚硬的类骨材料，但结果却出乎意料。

“我们非常惊讶地发现这种材料非常柔软，灵活并且极富弹性。我们得出的结论是它不能作为坚骨替代材料使用。但是出乎意料的新特性使我们的发现同样令人兴奋，”Anand Kumar说。Rajasekharan博士是材料科学系的一名研究员，也是该研究的幕后研究员之一。

结果表明，这种新型的橡胶状材料可能适合具有许多罕见特性组合需求的应用，这些特性包括高弹性，易加工性以及医疗适用性。

“我们当前着眼的首个应用是导尿管。这种材料可以抑制细菌在表面生长的方式来构造，使它非常适用于医疗用途，”该产品的研究负责人、查尔姆斯理工大学研究的化学教授Martin Andersson表示。对新的纳米橡胶材料的结构进行表面处理，使其具有天然，无毒的抗菌性能。这是通过将抗菌肽（先天免疫系统中的小蛋白）粘附在其表面来实现的。这可以减少对抗生素的需求，是一项对抗不断增长的抗生素耐药性的重要贡献。

由于新材料可以通过锁孔手术进行注射与嵌入，因此也可以减少对剧烈手术和重建身体部位手术的需求。该材料可以通过标准套管以粘性流体的形式注入，从而在体内形成其自身的弹性结构，或者也可以根据需要将材料3D打印到特定的结构中。

Martin Andersson继续说：“在许多疾病中，软骨破裂，骨头之间产生摩擦，给病患造成极大的痛苦。在这种情况下，这种材料可能会成为替代品。”

该材料的另一个优点是它包含三维有序的纳米孔。这意味着可以为各种治疗目的（例如改善愈合和减轻炎症）加载药物。这样就可以进行局部治疗，从而避免了诸如必须用药物治疗整个身体的事情，帮助减少与副作用有关的问题。由于它是无毒的，因此也可以很好地用作填充剂，因此研究人员将整形外科视为新材料的另一个非常有趣的潜在应用领域。
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