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科学家们受皮质骨启发制造出兼具高强度和生物活性的复合材料

开心的月饼 2024-04-23 08:54:43 健康养生

研究人员通过制造20vol%聚多巴胺改性纳米羟基磷灰石(pDA-nHA)制造出强度更高的支架,具有独特的层状结构。然后将这些支架浸入聚醚酮酮(PEKK)合成系统中进行加固,提供了一种创新方法,既增强了材料的机械强度,又增强了PEKK的生物活性。

科学家们受皮质骨启发制造出兼具高强度和生物活性的复合材料

纳米羟基磷灰石(nHA)是骨组织工程中广泛使用的主要无机成分,单独使用时机械性能较差。相反,聚醚酮酮(PEKK)是一种经美国食品和药物管理局(FDA)批准用于牙科和生物材料科学的高性能聚合物,但它与生物惰性作斗争,影响了其成骨应用。

在《超分子材料》杂志上发表的一项研究中,中国四川大学的研究人员介绍了兼具高强度和生物活性的pDA-nHA/PEKK复合材料。

“nHA和PEKK的最佳组合可以实现更高的机械性能和生物活性,”主要作者ZhongyiWang说。“然而,由于纳米颗粒团聚以及无机和有机成分之间缺乏化学键,传统的熔融共混技术通常会导致强度减弱。”

为此,研究小组从皮质骨的结构中汲取了灵感。通过采用冷冻铸造技术,研究人员模仿了骨骼的分层结构,该结构以其卓越的刚度和韧性而闻名。这项技术使他们能够生产复杂的分层材料。

这种以PEKK原位聚合为特征的新方法开发出了pDA-nHA支架,该支架具有增强的骨诱导能力,并通过PEKK补充了机械强度。

通讯作者于海洋强调这一发展是超分子材料的进步,超越了现有方法的强度能力。余希望他们的分层结构和原位聚合方法能够激发进一步的科学发现。


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