使用纳米结构的类似橡胶的材料创造了新的“人体组织替代物”

查默斯（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。该材料可以适合用于支持或替换人体组织的各种医疗设备中。图像中3D打印的“鼻子”是材料如何充当软骨替代品的一个示例。

瑞典查尔默斯工业大学的研究人员创造了一种具有独特性能的新型橡胶状材料，可在医疗程序中替代人体组织。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杂志ACS Nano上

。在医疗技术产品的开发中，对适合与人体整合的新型自然主义材料有很大的需求。将材料引入体内会带来许多风险，例如严重感染。今天使用的许多物质，例如肉毒杆菌毒素，都是剧毒的。需要新的，更适应的材料。

在这项新研究中，查默斯（Chalmers）研究人员开发了一种仅由已证明可在人体中正常工作的成分组成的材料。

该材料的基础与有机玻璃相同，有机玻璃在医疗技术应用中很常见。通过重新设计其妆容，并通过称为纳米结构的工艺，他们为新获得专利的材料赋予了独特的性能组合。研究人员的最初意图是生产一种坚硬的骨状材料，但结果令人惊讶。

该材料的基础与有机玻璃相同，有机玻璃在医疗技术应用中很常见。通过重新设计其妆容，并通过称为纳米结构的过程，他们使新获得专利的材料具有独特的性能组合，包括高弹性，如图中所示。

“我们真的感到惊讶的是，这种材料变得非常柔软，柔韧性和极强的弹性。我们得出结论，它不能用作骨替代材料。但是，新的和出乎意料的特性使我们的发现同样令人兴奋。”材料科学博士学位的Anand Kumar Rajasekharan表示，也是该研究的研究人员之一。

结果表明，这种新型的橡胶状材料可能适合许多需要罕见的特性组合的应用-高弹性，易加工性以及适用于医疗用途。

“我们目前正在寻找的第一个应用是导尿管。该材料的构造可以防止细菌在表面生长，这意味着它非常适合医疗用途。”研究研究负责人，查尔默斯大学化学教授马丁·安德森（Martin Andersson）说。

新的纳米橡胶材料的结构允许对其表面进行处理，从而使其以天然，无毒的方式变得抗菌。这是通过将抗菌肽（我们先天免疫系统中的小蛋白）粘在其表面上来实现的。这可以帮助减少对抗生素的需求，这是对抗不断增长的抗生素耐药性的重要贡献。

‘在许多疾病中，软骨破裂，骨头之间产生摩擦，给患病的人带来极大的痛苦。研究的负责人兼查尔默斯大学的化学教授马丁·安德森说，这种材料有可能在这些情况下替代。‘我们真的感到惊讶，这种材料变得非常柔软，柔软和极富弹性。我们得出结论，它不能用作骨替代材料。但是，新的和出乎意料的特性使我们的发现同样令人兴奋。’材料科学博士学位的Anand Kumar Rajasekharan表示，也是这项研究的研究人员之一。

由于新材料可以通过锁孔手术进行注射和插入，因此还可以帮助减少对剧烈手术和重建身体部位的手术的需求。该材料可以通过标准套管以粘性流体的形式注入，因此可以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。

“在许多疾病中，软骨破裂，骨头之间产生摩擦，给受影响的人带来极大的痛苦。在这种情况下，这种材料可能会替代。”马丁·安德森（Martin Andersson）继续说道。

该材料的另一个优点是它包含三维有序的纳米孔。这意味着它可以装载药物，用于各种治疗目的，例如改善愈合和减轻炎症。这样就可以进行局部治疗，从而避免了例如必须用药物治疗整个身体的事情，这可以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-研究人员因此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。

“我现在正在与我们新成立的公司Amferia全职合作，以将研究成果推向行业。我很高兴看到对我们的材料有很多真正的兴趣。就实现我们的目标（提供真正的社会利益）而言，这是有希望的。” Anand总结道。

参考：“在环境条件下形成的韧有序介孔弹性生物材料”，作者：Anand K. Rajasekharan，Christoffer Gyllensten，Edvin Blomstrand，Marianne Liebi和Martin Andersson，2019年12月17日，ACS Nano.DOI：
10.1021 / acsnano.9b01924

通过初创公司Amferia和Chalmers Ventures，研究走向社会利益和商业化的道路。

为了使新材料的发现有用并商业化，研究人员在研究发表之前对其创新申请了专利。该专利由新兴公司Amferia拥有，该公司由研究的两名研究人员Martin Andersson和Anand Kumar Rajasekharan以及最近在Chalmers获得材料科学博士学位的研究员Saba Atefyekta共同创立。Anand现在是Amferia的首席执行官，并将推动新材料的应用和公司的发展。

此前，同一团队开发的抗菌伤口贴剂已被称为Amferia。Amferia现在拥有新型纳米橡胶和抗菌伤口贴片的创新。公司的发展和创新的获利之路现在正在与Chalmers科技大学的子公司Chalmers Ventures合作进行。