2018-11-21 22:46:01
一种水凝胶 可牢固地粘附在软骨和半月板上

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EPFL研究人员开发了一种水凝胶 - 由近90%的水组成 - 自然粘附在软组织上,如软骨和半月板。如果水凝胶携带修复细胞,它可以帮助受损的组织愈合。

某些类型的身体组织,如软骨和半月板,血液供应很少或没有,如果受损则无法愈合。解决该问题的一种有希望的方法是将装有修复细胞或药物的水凝胶注入受损区域,以期刺激组织再生。

然而,由于来自身体运动的压力和体液的流动,商业水凝胶在施用于治疗区域后不会保持不变。因此,医生使用特殊的膜来保持水凝胶的位置,然而这些膜用缝线连接,缝合水凝胶应该愈合的组织。

由Dominique Pioletti和Pierre-Etienne Bourban领导的两个EPFL研究小组创造了一种生物相容性水凝胶,可自然粘附于软组织,如软骨和半月板。它们的水凝胶几乎是90%的水,可以承受机械应力和大范围的变形,因此不需要单独的粘合过程。他们的研究成果发表在ACS Applied Materials&Interfaces上。

“我们的水凝胶比市场上现有的生物粘合剂(如纤维蛋白)的粘合力高十倍,”EPFL工程学院生物力学骨科实验室负责人Pioletti说。 “由于含水量高,我们的水凝胶在性质上与它设计用来治愈的天然组织非常相似。”

复合双网水凝胶

新型水凝胶实际上是一种由双网络矩阵和光纤网络组成的复合材料。这种结构通过减弱机械应力的影响来保持材料的强粘合能力。 “双网络结构在整个水凝胶中分配输入的机械能,因此材料在压缩或拉伸时会显示出粘合性,”Pioletti说。 “在缺乏这些阻尼机制的水凝胶中,机械应力集中在水凝胶和组织之间的界面上,水凝胶很容易脱落。”

洛桑大学医院(CHUV)口腔和颌面外科主任Martin Broome是该文章的合着者,他确信这种水凝胶可以产生真正的效果。 “如果我们以水凝胶的卓越粘合性能为基础,这可能为大量潜在的应用打开了大门。例如,有一天,它可能会被用来代替钛等金属材料来固定骨折。立即,我们可能不再需要在某些类型的软组织上使用复杂的缝合线。“

在目前的形式中,EPFL开发的水凝胶可以粘附在几种类型的组织上。研究人员的下一步将是针对特定应用进行定制。 “现在我们的材料已经证明了其卓越的机械性能,我们将努力装载不同的药剂,可以帮助治愈患者的软骨或半月板,”Pioletti总结道。

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