科学家开发可提供电刺激的支架材料，有望被用于治愈断裂的骨头
2020-07-02 14:56
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在目前进行的测试中，这种材料已经被用来促进小鼠头骨骨折的愈合。
据外媒报道，已经具有类似脚手架的微结构的植入材料，通过给骨细胞提供一个迁移的地方来帮助愈合断裂的骨头。不过这种新的材料虽然效果好，能提供电刺激，且科学家们之前已经成功利用植入物来模拟人体自身的电场，刺激骨细胞进行繁殖。但不幸的是，这些设备往往很笨重，需要一个集成（可能有毒）的电池或硬接线的外部电源。此外，一旦断裂的骨头愈合，就必须通过手术移除植入物。
图 ｜ 模拟实验
在生物医学工程师Thanh Nguyen的带领下，康涅狄格大学的科学家们却开发出了一种可提供电刺激的支架材料，而且这种材料永远不用取出来。它是由一种无毒的压电聚合物的纳米纤维制成的，这种聚合物被称为聚L－乳酸或PLLA－－压电材料在施加机械应力后会产生电荷。
其想法是，在骨折部位植入该材料后，医生或患者会定期使用外部手持设备向其发送超声波脉冲。这些脉冲会使脚手架产生振动，这些振动产生的应力又会使它产生一个微弱但有治疗作用的电场。当人体受刺激的骨细胞在支架内继续繁殖时，它将逐渐无害地溶解。最终，该材料将完全被自然骨所取代。
在目前进行的测试中，这种材料已经被用来促进小鼠头骨骨折的愈合。科学家们现在正致力于让这种支架更有利于骨骼生长，并更好地了解电场究竟是如何刺激骨细胞繁殖的。最终，人们希望这项技术还能帮助其他类型的组织，如肌肉、神经或软骨的再生长。
有关该研究的论文近日发表在《纳米能源》杂志上。
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