受「藕斷絲連」啟發,科學家制出新型仿生手術縫線

記者1月14日從中國科學技術大學獲悉,該校俞書宏院士團隊基於「藕斷絲連」這一自然現象,深入探究了蓮絲纖維的微觀結構與力學性能,並受此啟發研製出了一種可用於手術縫線的仿蓮絲細菌纖維素水凝膠纖維。相關研究成果1月5日發表在《納米通信》上。

記者:吳長鋒

受「藕斷絲連」啟發,科學家制出新型仿生手術縫線

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,同時具有優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,BHF可有效緩沖並吸收能量,與人體組織實現同步形變,從而避免割傷傷口造成二次傷害。相對於傳統的棉線或聚合物線,水凝膠纖維縫線具有高生物相容性、高含水量、低刺激性和低摩擦阻力等特點,在保護受損組織、促進傷口癒合以及減少不良反應方面都具有顯著的優勢,因此有望成為下一代新型高端手術縫線。

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絡構成的水凝膠,因此具有獨特的力學性能。同時,細菌纖維素水凝膠的三維納米纖維網絡使BHF具有超過90 MPa的高強度。其特有的纖維素納米纖維網絡和仿生螺旋結構為該材料帶來了獨特的「可拉伸、不回彈」的力學性能,為其在高端手術縫線領域的應用打下了良好的基礎。

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,並持續在傷口處釋放,從而起到抗炎和加速傷口癒合的作用。基於這種仿生設計,BHF有望在更多的醫用材料領域上展現出其獨特的應用潛力。據悉,目前該材料相關專利已審核通過並獲得授權。

來源:cnBeta