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根據(jù) UBC 的最新研究，結(jié)合剛度和韌性的凝膠是制造可生物降解的關(guān)節(jié)損傷植入物的一個(gè)進(jìn)步。
模仿我們膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)中的關(guān)節(jié)軟骨是具有挑戰(zhàn)性的。這種軟骨是關(guān)節(jié)平滑運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵，其損傷會(huì)導(dǎo)致疼痛、功能下降并導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎。一種潛在的解決方案是植入由蛋白質(zhì)制成的人造支架，當(dāng)支架生物降解時(shí)，可以幫助軟骨自我再生。軟骨再生的程度與支架模仿軟骨生物特性的程度有關(guān)，迄今為止，研究人員一直在努力將剛度和韌性這看似不相容的特性結(jié)合起來。
現(xiàn)在，加拿大和中國科學(xué)家的新研究于 6 月 21 日發(fā)表在《自然》雜志上上發(fā)表的新研究概述了一種將這些特性結(jié)合到可生物降解凝膠中的方法。“軟骨是很棘手的，”資深作者、不列顛哥倫比亞大學(xué)化學(xué)系教授李宏斌博士說。“關(guān)節(jié)軟骨修復(fù)是一項(xiàng)重要的醫(yī)學(xué)挑戰(zhàn)，因?yàn)樽匀欢裕粫?huì)自我修復(fù)。”
可生物降解的軟骨植入物必須達(dá)到微妙的平衡，因?yàn)樗鼈冃枰裾嬲能浌且粯蛹葓?jiān)硬又堅(jiān)韌。從機(jī)械角度來說，當(dāng)某物堅(jiān)硬時(shí)，它會(huì)抵抗彎曲或變形，但這通常意味著它是脆性的——當(dāng)你彎曲它時(shí)，它會(huì)像玻璃一樣破裂。當(dāng)某些東西很硬時(shí)，即使你彎曲它，它也不會(huì)破裂，但它可能太軟而無法在關(guān)節(jié)中使用，就像果凍一樣，甚至比實(shí)際的軟骨更軟。李博士說，當(dāng)前由蛋白質(zhì)制成的植入物就是這種情況，這導(dǎo)致細(xì)胞所需的物質(zhì)與??所提供的物質(zhì)之間不匹配。這會(huì)導(dǎo)致軟骨無法正常修復(fù)。
在這項(xiàng)研究中，李博士和他的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新方法，通過將構(gòu)成凝膠網(wǎng)絡(luò)的特定蛋白質(zhì)鏈物理纏結(jié)在一起，在不犧牲韌性的情況下硬化蛋白質(zhì)凝膠。“這些糾纏的鏈條可以移動(dòng)，這可以消散能量，例如跳躍的沖擊力，就像自行車中的減震器一樣。此外，我們將其與現(xiàn)有的折疊和展開蛋白質(zhì)的方法結(jié)合起來，這也允許能量耗散，”第一作者 Linglan Fu 博士說，她是 UBC 化學(xué)系的博士生，進(jìn)行了這項(xiàng)研究。
