水凝胶为生物医学突破铺平道路

悉尼大学生物医学工程师团队发表在《高级功能材料》上,开发了一种等离子体技术,可将水凝胶(一种类似于人体软组织的胶状物质)牢固地连接到聚合材料上,从而使制造的设备能够更好地工作。与周围组织相互作用。

为了在体内发挥最佳功能,人造植入物(无论是人造髋关节,人造椎间盘还是工程组织)必须与适当的周围组织和活细胞结合并相互作用。

如果不这样做,植入物可能会失败,或者更糟糕的是,会被身体拒绝。在全球范围内,植入物的失败和拒绝是医疗系统的重大损失,给患者带来了沉重的财务和健康负担。

由生物医学工程学院的Behnam Akhavan博士和Marcela Bilek教授领导的研究小组成功地将水凝胶结合在一起,包括由丝绸,铁氟龙和聚苯乙烯聚合物制成的水凝胶。

“尽管与人体的天然组织相似,但由于其固有的弱点和结构不稳定,在医学上众所周知,水凝胶很难使用。它们不易附着在固体上,这意味着它们通常不能用于对机械要求较高的应用中,例如就像在软骨和骨组织工程中一样,” Akhavan博士说。

水凝胶因其与人体软组织的功能和结构相似性而在组织工程中极具吸引力,”生物医学工程学博士生Rashi Walia女士说。化学和生物分子工程学系以及美国马萨诸塞州塔夫茨大学。

ARC Laureate和生物医学工程学者Marcela教授说:“我们小组独特的等离子体工艺,最近在ACS Applied Materials and Interfaces上发表,使我们能够激活复杂的多孔结构(例如支架)的所有表面,以共价结合生物分子和水凝胶。”比利克

Bilek教授说:“这些进展使得能够制造出机械坚固的复杂形状的聚合物支架,并注入了水凝胶,使我们更接近于模仿体内自然组织的特征。”

“等离子工艺可以一步完成,产生零浪费,并且不需要其他可能对环境有害的化学物质。”

生物医学设备,器官植入物,生物传感器和组织工程支架将受益于新型水凝胶技术。

Akhavan博士说:“可以在多种情况下使用该技术。该凝胶可以加载药物以随着时间的流逝缓慢释放,或者可以用来模仿诸如骨骼的结构。”

这些材料也是芯片实验室平台,模拟器官的生物反应器,用于组织修复的仿生构造以及用于海洋环境的防污涂层等应用的极佳候选材料。”

这项研究使用体内发现的生物分子对这种材料进行了测试,这证明了细胞的阳性反应。

Akhavan博士及其团队将继续他们的研究领域,并将进一步开发将水凝胶与非聚合固体材料(例如陶瓷和金属)结合在一起的技术。

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