可生物兼容的新材料像變色龍

　　科技日報(bào)北京4月2日電 (記者劉霞)據(jù)美國每日科學(xué)網(wǎng)站近日報(bào)道，生物組織擁有復(fù)雜的力學(xué)性能——柔韌而堅(jiān)固，但合成材料難以再現(xiàn)這些特性。現(xiàn)在，一個(gè)國際團(tuán)隊(duì)生產(chǎn)出了一種具有生物兼容性的合成材料，既有生物組織的力學(xué)性能，還可在變形時(shí)改變顏色，就如變色龍的皮膚一樣。研究人員稱，新材料有望在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域大顯身手。

　　為了生產(chǎn)醫(yī)用植入物，需要選擇與生物組織具有相似機(jī)械性能的材料，以減輕炎癥或壞死。包括皮膚、腸壁和心肌在內(nèi)的許多組織非常柔軟，但在被拉伸時(shí)會變硬。迄今為止，合成材料無法再現(xiàn)這種行為。

　　在最新實(shí)驗(yàn)中，研究人員用獨(dú)特的三嵌段共聚物研制出了擁有生物組織特性的合成物——一種物理交聯(lián)的彈性體(人造橡膠)，其由一個(gè)中央塊組成，中央塊上“嫁接”了像洗瓶刷一樣的側(cè)鏈。

　　他們發(fā)現(xiàn)，通過仔細(xì)選擇聚合物的結(jié)構(gòu)參數(shù)，新材料的應(yīng)變曲線與生物組織(這項(xiàng)研究中是豬皮)相同。新材料也具有生物兼容性，因?yàn)樗恍枰軇┑忍砑觿?/p>

　　此外，新材料還能在變形時(shí)改變顏色?？茖W(xué)家解釋稱，這一物理現(xiàn)象由聚合物結(jié)構(gòu)的光散射引起。原子力顯微鏡和X射線衍射實(shí)驗(yàn)表明，這些聚合物的末端嵌段組裝成納米球，分布于刷子樣的聚合物基質(zhì)中。光線會干擾這種微相分離結(jié)構(gòu)，球體之間因?yàn)榫嚯x的不同而產(chǎn)生不同的顏色，所以當(dāng)材料被拉伸時(shí)，它會改變顏色。

　　研究人員表示，新合成聚合物的機(jī)械性能(彈性、應(yīng)變曲線)和光學(xué)性前所未有，通過調(diào)節(jié)“刷子”側(cè)鏈的長度或密度，可調(diào)節(jié)這些特性，有望研制出醫(yī)療植入物或個(gè)性化假體(血管、眼內(nèi)植入物等)以及具有全新應(yīng)變能力的材料等。

　　最新研究由法國國家科學(xué)研究院(CNRS)、歐洲同步輻射實(shí)驗(yàn)室(ESRF)以及美國科學(xué)家攜手進(jìn)行，論文發(fā)表于最新出版的《科學(xué)》雜志。

編輯：婁恒